Apa itu Transistor? Jenis Transistor dan Cara Kerjanya

Karena otak kita terdiri dari 100 miliar sel yang disebut Neuron yang digunakan untuk berpikir dan menghafal.  

Seperti halnya komputer juga memiliki milyaran sel otak kecil bernama Transistor.  

Ini terdiri dari ekstrak elemen kimia dari pasir yang disebut Silicon. Transistor mengubah teori elektronik secara radikal karena telah dirancang lebih dari setengah abad sebelumnya oleh John Bardeen, Walter Brattain, dan William Shockley.

Jadi, kami akan memberi tahu Anda cara kerjanya atau apa sebenarnya itu?

Apa itu Transistor?

Perangkat ini terbuat dari bahan semikonduktor yang biasa digunakan untuk penguatan atau pensaklaran, juga dapat digunakan untuk mengontrol aliran tegangan dan arus.  

Ini juga digunakan untuk memperkuat sinyal input menjadi sinyal keluaran tingkat.  

Transistor biasanya merupakan perangkat elektronik solid state yang terdiri dari bahan semikonduktor. Sirkulasi arus elektronik dapat diubah dengan penambahan elektron.  

Proses ini membawa variasi tegangan untuk mempengaruhi banyak variasi arus keluaran secara proporsional, membawa amplifikasi menjadi ada.  

Tidak semua kecuali sebagian besar perangkat elektronik mengandung satu atau lebih jenis transistor.  

Beberapa transistor ditempatkan secara individual atau umumnya di sirkuit terintegrasi yang bervariasi sesuai dengan aplikasi negara mereka.

“Transistor adalah komponen tipe serangga berkaki tiga, yang ditempatkan sendiri-sendiri di beberapa perangkat tetapi di komputer itu dikemas dalam jutaan nomor dalam microchip kecil”

Transistor terdiri dari apa?

Transistor terdiri dari tiga lapisan semikonduktor yang memiliki kemampuan menahan arus. Material penghantar listrik seperti silikon dan germanium memiliki kemampuan untuk mengalirkan listrik antara konduktor dan isolator yang dibungkus dengan kabel plastik.  

Bahan semikonduktor diperlakukan dengan beberapa prosedur kimia yang disebut doping semikonduktor.  

Jika silikon didoping dengan arsen, fosfor & antimon, maka akan diperoleh beberapa pembawa muatan tambahan yaitu elektron, yang dikenal sebagai semikonduktor tipe-N atau negatif sedangkan jika silikon didoping dengan pengotor lain seperti boron, galium, aluminium, maka akan diperoleh pembawa muatan lebih sedikit yaitu, lubang, dikenal sebagai semikonduktor tipe-P atau positif.

Bagaimana Cara Kerja Transistor?

Konsep kerja adalah bagian utama untuk memahami cara menggunakan transistor atau cara kerjanya ?, ada tiga terminal dalam transistor:

• Basis: Ini memberikan basis ke elektroda transistor.
• Emitter: Mengisi pembawa yang dipancarkan oleh ini.
• Kolektor: Biaya operator yang dikumpulkan oleh ini.

Jika transistor berjenis NPN, kita perlu menerapkan tegangan 0.7v untuk memicunya dan karena tegangan yang diterapkan ke pin basis, transistor ON yang merupakan kondisi bias maju dan arus mulai mengalir melalui kolektor ke emitor (juga disebut saturasi). wilayah). 

Ketika transistor dalam kondisi bias terbalik atau pin basis di-ground atau tidak memiliki tegangan, transistor tetap dalam kondisi OFF dan tidak memungkinkan aliran arus dari kolektor ke emitor (juga disebut wilayah cut-off).

Jika transistor adalah tipe PNP, biasanya dalam keadaan ON tetapi tidak harus dikatakan dengan sempurna sampai pin basis di-ground dengan sempurna.  

Setelah pin base ground transistor akan berada dalam kondisi reverse bias atau dikatakan ON. Sebagai supply yang diberikan ke base pin, ia berhenti mengalirkan arus dari kolektor ke emitor dan transistor dikatakan dalam keadaan OFF atau kondisi bias maju.

Untuk perlindungan transistor kami menghubungkan resistansi secara seri dengannya, untuk menemukan nilai resistansi itu kami menggunakan rumus di bawah ini:

RB = VBE / IB

Berbagai Jenis Transistor:

Terutama kita dapat membagi Transistor dalam dua kategori Transistor Persimpangan Bipolar (BJT) dan Transistor Efek Medan (FET). Selanjutnya kita bisa membaginya seperti di bawah ini:

Transistor Persimpangan Bipolar (BJT)

Transistor persimpangan bipolar terdiri dari semikonduktor terkotori dengan tiga terminal yaitu basis, emitor & kolektor.  

Dalam prosedur ini, lubang dan elektron terlibat. Sejumlah besar arus yang mengalir ke kolektor ke emitor beralih dengan memodifikasi arus kecil dari terminal basis ke emitor.  

Ini juga disebut sebagai perangkat yang dikendalikan saat ini. NPN dan PNP adalah dua bagian utama dari BJT seperti yang telah kita bahas sebelumnya.  

BJT dihidupkan dengan memberikan masukan ke basis karena memiliki impedansi terendah untuk semua transistor. Amplifikasi juga tertinggi untuk semua transistor.

Jenis-jenis BJT adalah sebagai berikut:

• Transistor NPN:

Di wilayah tengah transistor NPN yaitu, basis tipe-p dan dua wilayah luar yaitu, emitor dan kolektor tipe-n.

Dalam mode aktif maju, transistor NPN bias Transistor 

Dengan sumber dc Vbb, sambungan basis ke emitor akan bias maju. Oleh karena itu, pada pertigaan ini daerah penipisan akan berkurang.  

Kolektor ke sambungan dasar bias balik, daerah penipisan sambungan kolektor ke sambungan dasar akan ditingkatkan. Pembawa muatan mayoritas adalah elektron untuk emitor tipe-n. Persimpangan basis emitor bias maju sehingga elektron bergerak menuju daerah basis.  

Oleh karena itu, hal ini menyebabkan arus emitor yaitu. Daerah basa tipis dan sedikit dikotori oleh lubang, kombinasi lubang elektron terbentuk dan beberapa elektron tetap berada di daerah basa.  

Hal ini menyebabkan arus basis sangat kecil Ib. Persimpangan kolektor basa dibalikkan bias ke lubang di daerah basa dan elektron di daerah kolektor tetapi bias maju ke elektron di daerah basa.  

Elektron yang tersisa dari daerah basis tertarik oleh terminal kolektor menyebabkan arus kolektor Ic. Lihat lebih lanjut tentang Transistor NPN di sini Transistor NPN Teori Serta Cara kerja Sebagai Saklar  

• Transistor PNP:

Di wilayah tengah transistor PNP yaitu, basis tipe-n dan dua wilayah luar yaitu, kolektor dan emitor tipe-p.

Seperti yang kita bahas di atas pada transistor NPN, ia juga beroperasi dalam mode aktif.  

Mayoritas pembawa muatan adalah lubang untuk emitor tipe-p. Untuk lubang ini, persimpangan emitor basis akan bias maju dan bergerak menuju wilayah basis. Hal ini menyebabkan arus emitor yaitu.  

Daerah basa tipis dan sedikit didoping oleh elektron, kombinasi lubang elektron terbentuk dan beberapa lubang tetap berada di daerah basa, 

Hal ini menyebabkan arus basis sangat kecil Ib. Persimpangan kolektor dasar dibalik bias ke lubang di daerah dasar dan lubang di daerah kolektor tetapi bias maju ke lubang di daerah dasar.  

Sisa lubang dari daerah dasar yang ditarik oleh terminal kolektor menyebabkan arus kolektor Ic.  

Lihat lebih lanjut tentang transistor PNP di sini Transistor PNP Penjelasan Serta Cara kerja

Apa itu Konfigurasi Transistor?

Secara umum, ada tiga jenis konfigurasi dan deskripsinya sehubungan dengan penguatan adalah sebagai berikut:

Konfigurasi Common Base (CB): Ini tidak memiliki penguatan arus tetapi memiliki penguatan tegangan.

Konfigurasi Common Collector (CC): Ini memiliki penguatan arus tetapi tidak ada penguatan tegangan.

Konfigurasi Common Emitter (CE): Memiliki penguatan arus dan penguatan tegangan keduanya.

Konfigurasi Transistor Common Base (CB):

Di sirkuit ini, basis ditempatkan bersama untuk input dan output. Ini memiliki impedansi input yang rendah (50-500 ohm).  

Ini memiliki impedansi keluaran tinggi (1-10 mega ohm). Tegangan diukur sehubungan dengan terminal basis.  

Jadi, tegangan dan arus masukan akan menjadi Vbe & Ie dan tegangan dan arus keluaran akan menjadi Vcb & Ic.

• Penguatan saat ini akan kurang dari satu yaitu, alpha (dc) = Ic / Ie
• Penguatan tegangan akan tinggi.
• Peningkatan daya akan rata-rata.

Konfigurasi Transistor Common Emitter (CE):

Di sirkuit ini, emitor ditempatkan bersama untuk input dan output. Sinyal input diterapkan antara basis dan emitor dan sinyal output diterapkan antara kolektor dan emitor.  

Vbb & Vcc adalah voltase. Ini memiliki impedansi input yang tinggi yaitu, (500-5000 ohm). Ini memiliki impedansi keluaran rendah yaitu, (50-500 kilo ohm).

• Penguatan saat ini akan tinggi (98) yaitu, beta (dc) = Ic / Ie
• Penguatan daya hingga 37db.
• Output akan keluar 180 derajat dari fase.

Konfigurasi Common Collector Transistor:

Di sirkuit ini, kolektor ditempatkan bersama untuk input dan output.  

Ini juga dikenal sebagai pengikut emitor. Ini memiliki impedansi input yang tinggi (150-600 kilo ohm). Ini memiliki impedansi output yang rendah (100-1000 ohm).

• Keuntungan saat ini akan tinggi (99).
• Penguatan tegangan akan kurang dari satu.
• Peningkatan daya akan rata-rata.

Field Effect Transistor berisi tiga wilayah seperti sumber, gerbang, saluran pembuangan.  

Mereka disebut sebagai perangkat yang dikendalikan tegangan karena mereka mengontrol tingkat tegangan.  

Untuk mengontrol perilaku listrik, medan listrik yang diterapkan secara eksternal dapat dipilih, itulah sebabnya disebut transistor efek medan.  

Dalam hal ini, arus mengalir karena pembawa muatan mayoritas yaitu elektron, oleh karena itu juga dikenal sebagai transistor uni-polar.  

Ini terutama memiliki impedansi input tinggi dalam mega ohm dengan konduktivitas frekuensi rendah antara drain dan sumber yang dikendalikan oleh medan listrik. FET sangat efisien, kuat & biaya lebih rendah.

Transistor efek medan terdiri dari dua jenis yaitu, transistor efek medan persimpangan (JFET) dan transistor efek medan oksida logam (MOSFET). Arus melewati antara dua saluran yang dinamai saluran-n dan saluran-p.

Junction Field Effect Transistor (JFET)

Transistor efek medan persimpangan tidak memiliki sambungan PN tetapi menggantikan bahan semikonduktor resistivitas tinggi, mereka membentuk saluran silikon tipe n & p untuk aliran pembawa muatan mayoritas dengan dua terminal baik saluran pembuangan atau terminal sumber.  

Pada saluran-n, aliran arus adalah negatif sedangkan pada saluran-p aliran arus adalah positif.

Cara Kerja JFET:

Ada dua jenis saluran di JFET bernama: n-channel JFET & p-channel JFET

JFET N-Channel:

Di sini kita harus membahas tentang operasi utama JFET n-channel untuk dua kondisi sebagai berikut:

Pertama, Saat Vgs = 0,

Terapkan tegangan positif kecil ke terminal pembuangan di mana Vds positif. Karena tegangan Vds yang diterapkan ini, elektron mengalir dari sumber ke drain menyebabkan arus drain Id.  

Saluran antara saluran dan sumber bertindak sebagai hambatan. Biarkan n-channel menjadi seragam.  

Tingkat tegangan yang berbeda diatur dengan mengalirkan Id arus dan bergerak dari sumber ke saluran.  

Tegangan tertinggi di terminal drain dan terendah di terminal sumber. Drain dibiaskan terbalik sehingga penipisan lapisan lebih luas di sini.

Vds meningkat, Vgs = 0 V.

Lapisan penipisan meningkat, lebar saluran berkurang.  

Vds meningkat pada level dimana dua daerah deplesi bersentuhan, kondisi ini dikenal sebagai proses pinch-off & menyebabkan tegangan pinch off Vp.

Di sini, Id mencubit –off turun ke 0 MA & Id mencapai pada tingkat saturasi. Id dengan Vgs = 0 dikenal sebagai arus saturasi sumber drain (Ids).  

Vds meningkat pada Vp di mana Id saat ini tetap sama & JFET bertindak sebagai sumber arus konstan.

Kedua, Saat Vgs tidak sama dengan 0,

Menerapkan Vgs dan Vds negatif bervariasi. Lebar daerah penipisan meningkat, saluran menjadi sempit dan hambatan meningkat.  

Aliran arus drain yang lebih kecil & mencapai tingkat kejenuhan. Karena Vgs negatif, tingkat kejenuhan menurun, Id berkurang.  

Tegangan pinch –off terus turun. Oleh karena itu disebut perangkat yang dikendalikan tegangan.

Karakteristik JFET:

Ciri-ciri yang ditampilkan di berbagai daerah adalah sebagai berikut:

Wilayah Ohmic: Vgs = 0, lapisan penipisan kecil.

Cut-Off Region: Juga dikenal sebagai pinch off region, karena resistansi saluran maksimum.

Saturasi atau Daerah Aktif: Dikendalikan oleh tegangan sumber gerbang di mana tegangan sumber saluran lebih rendah.

Daerah Kerusakan: Tegangan antara saluran dan sumber tinggi menyebabkan kerusakan pada saluran resistif.

P-Channel JFET:

JFET p-channel beroperasi sama dengan n-channel JFET tetapi beberapa pengecualian terjadi, yaitu, Karena lubang, arus saluran positif & polaritas tegangan bias perlu dibalik.

Tiriskan arus di wilayah aktif:

Id = Id [1-Vgs / Vp]

Tiriskan resistansi saluran sumber: Rds = delta Vds / delta Id

Metal Oxide Field Effect Transistor (MOSFET):

Metal Oxide Field Effect Transistor juga dikenal sebagai transistor efek medan terkontrol tegangan.  

Di sini, elektron gerbang oksida logam diisolasi secara elektrik dari n-channel & p-channel oleh lapisan tipis silikon dioksida yang disebut kaca.

Arus antara drain dan source berbanding lurus dengan tegangan input.

Ini adalah perangkat tiga terminal yaitu, gerbang, saluran & sumber.  

Ada dua jenis MOSFET dengan memfungsikan saluran yaitu, MOSFET saluran-p & MOSFET saluran-n.

Ada dua bentuk transistor efek medan oksida logam yaitu, Jenis Deplesi & Jenis Peningkatan.

Jenis Deplesi: Ini membutuhkan Vgs yaitu, tegangan sumber gerbang untuk dimatikan & mode deplesi sama dengan sakelar yang biasanya tertutup.

Vgs = 0, Jika Vgs positif, elektron lebih banyak & jika Vgs negatif, elektron lebih sedikit.

Jenis Peningkatan: Ini membutuhkan Vgs yaitu, tegangan sumber gerbang untuk dihidupkan & mode peningkatan sama dengan sakelar yang biasanya terbuka.

Di sini, terminal tambahan adalah substrat yang digunakan dalam pengardean.

Tegangan sumber gerbang (Vgs) lebih besar dari tegangan Ambang Batas (Vth)

Mode Biasing Untuk Transistor:

Biasing dapat dilakukan dengan dua metode yaitu forward biasing dan reverse biasing sedangkan tergantung pada biasing, ada empat rangkaian biasing yang berbeda sebagai berikut:

Bias Basis Tetap dan Bias Resistensi Tetap:

Pada gambar, resistor basis Rb dihubungkan antara basis dan Vcc. Persimpangan basis emitor bias maju karena penurunan tegangan Rb yang menyebabkan aliran Ib melewatinya. Disini Ib didapat dari:

Ib = (Vcc-Vbe) / Rb

Ini menghasilkan faktor stabilitas (beta +1) yang menyebabkan stabilitas termal rendah. Di sini ekspresi tegangan dan arus yaitu,

Vb = Vbe = Vcc-IbRb

Vc = Vcc-IcRc = Vcc-Vce

Ic = Beta Ib

Ie = Ic

Bias Umpan Balik Kolektor:

Pada gambar ini, resistor basis Rb dihubungkan melintasi kolektor dan terminal basis transistor. Oleh karena itu tegangan basis Vb dan tegangan kolektor Vc serupa satu sama lain oleh ini

Vb = Vc-IbRb

Dimana,

Vb = Vcc- (Ib + Ic) Rc

Dengan persamaan ini, Ic menurunkan Vc, yang mengurangi Ib, secara otomatis mengurangi Ic.

Di sini, faktor (beta +1) akan kurang dari satu dan Ib mengarah untuk mengurangi penguatan penguat.

Jadi, tegangan dan arus dapat diberikan sebagai-

Vb = Vbe

Ic = beta Ib

Yaitu hampir sama dengan Ib

Bias Umpan Balik Ganda:

Dalam gambar ini, itu adalah bentuk yang dimodifikasi di atas sirkuit basis umpan balik kolektor.  

Karena memiliki sirkuit tambahan R1 yang meningkatkan stabilitas. Oleh karena itu, peningkatan resistansi basa mengarah pada variasi beta, yaitu penguatan.

Sekarang,

I1 = 0,1 Ic

Vc = Vcc- (Ic + I (Rb) Rc

Vb = Vbe = I1R1 = Vc- (I1 + Ib) Rb

Ic = beta Ib

Yaitu hampir sama dengan Ic

Bias Tetap Dengan Resistor Emitter:

Pada gambar ini, ini sama dengan rangkaian bias tetap tetapi memiliki resistor emitor tambahan yang terhubung kembali.  

Ic meningkat karena suhu, Yaitu juga meningkat yang lagi-lagi meningkatkan penurunan tegangan di Re.  

Ini menghasilkan pengurangan Vc, mengurangi Ib yang mengembalikan iC ke nilai normalnya. Penguatan tegangan berkurang dengan adanya Re.

Sekarang,

Ve = Ie Re

Vc = Vcc - Ic Rc

Vb = Vbe + Ve

Ic = beta Ib

Yaitu hampir sama dengan Ic

Bias Emitor:

Pada gambar ini, ada dua tegangan supply Vcc & Vee yang sama tetapi polaritasnya berlawanan. 

Di sini, Vee di forward bias ke base emitter junction oleh Re & Vcc adalah reverse bias ke collector base junction.

Sekarang,

Ve = -Vee + Ie Re

Vc = Vcc- Ic Rc

Vb = Vbe + Ve

Ic = beta Ib

Yaitu hampir sama dengan Ib

Dimana, Re >> Rb / beta

Vee >> Vbe

Yang memberikan titik operasi yang stabil.

Bias Umpan Balik Emitter:

Dalam gambar ini, ia menggunakan kedua kolektor sebagai umpan balik & umpan balik emitor untuk stabilitas yang lebih tinggi.  

Akibat aliran arus emitor yaitu penurunan tegangan terjadi pada resistor emitor Re, sehingga sambungan basis emitor akan bias maju.  

Di sini suhu meningkat, Ic meningkat, Yaitu juga meningkat. Hal ini menyebabkan penurunan tegangan pada Re, tegangan kolektor Vc menurun & Ib juga menurun.  

Hal ini mengakibatkan keluaran yang didapat akan berkurang. Ekspresi dapat diberikan sebagai:

Irb = 0,1 Ic = Ib + I1

Ve = IeRe = 0.1Vcc

Vc = Vcc- (Ic + Irb) Rc

Vb = Vbe + Ve = I1R1 = Vc- (I1 + Ib0Rb)

Ic = beta Ib

Yaitu hampir sama dengan Ic

Bias Pembagi Tegangan:

Pada gambar ini digunakan pembagi tegangan berupa resistor R1 & R2 untuk membiaskan transistor.  

Bentuk tegangan pada R2 akan menjadi tegangan basis karena bias maju persimpangan basis-emitor. Di sini, I2 = 10Ib.

Hal ini dilakukan untuk mengabaikan arus pembagi tegangan dan terjadi perubahan nilai beta.

Ib = Vcc R2 / R1 + R2

Ve = Ie Re

Vb = I2 R2 = Vbe + Ve

Ic menahan perubahan baik beta & Vbe yang menghasilkan faktor stabilitas 1. Dalam hal ini, Ic meningkat dengan kenaikan suhu, Yaitu meningkat dengan peningkatan tegangan emitor Ve yang mengurangi tegangan basis Vbe. Ini menghasilkan penurunan ib dan ic arus basis ke nilai sebenarnya.

Aplikasi Transistor

1. Transistor untuk sebagian besar bagian digunakan dalam aplikasi elektronik seperti tegangan dan power amplifier.
2. Digunakan sebagai sakelar di banyak sirkuit.
3. Digunakan dalam membuat rangkaian logika digital yaitu, DAN, BUKAN, dll.
4. Transistor dimasukkan ke dalam segala hal yaitu, kompor ke komputer.
5. Digunakan dalam mikroprosesor sebagai chip di mana milyaran transistor terintegrasi di dalamnya.
6. Di masa lalu, mereka digunakan di radio, peralatan telepon, kepala pendengaran, dll.
7. Juga, mereka digunakan sebelumnya dalam tabung vakum dalam ukuran besar.
8. Mereka digunakan dalam mikrofon untuk mengubah sinyal suara menjadi sinyal listrik juga.

Aji Fitriyan Hidayat

Skill Comes From Within Yourself, Not Other Or Family, So Be Enthusiastic For Yourself.

Bagikan Artikel ini