![Transistor
Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan
penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya.
Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau
tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit
sumber listriknya.
Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)
Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal. Tegangan atau arus yang dipasang di satu
terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2 terminal lainnya. 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.
Daftar isi
[sembunyikan]
1 Cara kerja semikonduktor
2 Cara kerja transistor
3 Jenis-jenis transistor
o 3.1 BJT
o 3.2 FET
[sunting] Cara kerja semikonduktor
Pada dasarnya, transistor dan tabung vakum memiliki fungsi yang serupa; keduanya mengatur
jumlah aliran arus listrik.](https://image.slidesharecdn.com/penguat-130430235707-phpapp02/85/Penguat-1-320.jpg)
![yang mampu menghancurkannya. Namun, dalam sebuah semikonduktor hanya ada satu
pembawa muatan dalam beberapa juta atom. Jumlah tegangan yang diperlukan untuk menyapu
pembawa muatan dalam sejumlah besar semikonduktor dapat dicapai dengan mudah. Dengan
kata lain, listrik di dalam metal adalah inkompresible (tidak bisa dimampatkan), seperti fluida.
Sedangkan dalam semikonduktor, listrik bersifat seperti gas yang bisa dimampatkan.
Semikonduktor dengan doping dapat diubah menjadi isolator, sedangkan metal tidak.
Gambaran di atas menjelaskan konduksi disebabkan oleh pembawa muatan, yaitu elektron atau
lubang, namun dasarnya transistor bipolar adalah aksi kegiatan dari pembawa muatan tersebut
untuk menyebrangi daerah depletion zone. Depletion zone ini terbentuk karena transistor tersebut
diberikan tegangan bias terbalik, oleh tegangan yang diberikan di antara basis dan emiter. Walau
transistor terlihat seperti dibentuk oleh dua diode yang disambungkan, sebuah transistor sendiri
tidak bisa dibuat dengan menyambungkan dua diode. Untuk membuat transistor, bagian-
bagiannya harus dibuat dari sepotong kristal silikon, dengan sebuah daerah basis yang sangat
tipis.
[sunting] Cara kerja transistor
Dari banyak tipe-tipe transistor modern, pada awalnya ada dua tipe dasar transistor, bipolar
junction transistor (BJT atau transistor bipolar) dan field-effect transistor (FET), yang masing-
masing bekerja secara berbeda.
Transistor bipolar dinamakan demikian karena kanal konduksi utamanya menggunakan dua
polaritas pembawa muatan: elektron dan lubang, untuk membawa arus listrik. Dalam BJT, arus
listrik utama harus melewati satu daerah/lapisan pembatas dinamakan depletion zone, dan
ketebalan lapisan ini dapat diatur dengan kecepatan tinggi dengan tujuan untuk mengatur aliran
arus utama tersebut.
FET (juga dinamakan transistor unipolar) hanya menggunakan satu jenis pembawa muatan
(elektron atau hole, tergantung dari tipe FET). Dalam FET, arus listrik utama mengalir dalam
satu kanal konduksi sempit dengan depletion zone di kedua sisinya (dibandingkan dengan
transistor bipolar dimana daerah Basis memotong arah arus listrik utama). Dan ketebalan dari
daerah perbatasan ini dapat diubah dengan perubahan tegangan yang diberikan, untuk mengubah
ketebalan kanal konduksi tersebut. Lihat artikel untuk masing-masing tipe untuk penjelasan yang
lebih lanjut.
[sunting] Jenis-jenis transistor
PNP P-channel](https://image.slidesharecdn.com/penguat-130430235707-phpapp02/85/Penguat-3-320.jpg)
![NPN N-channel
BJT JFET
Simbol Transistor dari Berbagai Tipe
Secara umum, transistor dapat dibeda-bedakan berdasarkan banyak kategori:
Materi semikonduktor: Germanium, Silikon, Gallium Arsenide
Kemasan fisik: Through Hole Metal, Through Hole Plastic, Surface Mount, IC, dan lain-
lain
Tipe: UJT, BJT, JFET, IGFET (MOSFET), IGBT, HBT, MISFET, VMOSFET,
MESFET, HEMT, SCR serta pengembangan dari transistor yaitu IC (Integrated Circuit)
dan lain-lain.
Polaritas: NPN atau N-channel, PNP atau P-channel
Maximum kapasitas daya: Low Power, Medium Power, High Power
Maximum frekwensi kerja: Low, Medium, atau High Frequency, RF transistor,
Microwave, dan lain-lain
Aplikasi: Amplifier, Saklar, General Purpose, Audio, Tegangan Tinggi, dan lain-lain
[sunting] BJT
BJT (Bipolar Junction Transistor) adalah salah satu dari dua jenis transistor. Cara kerja BJT
dapat dibayangkan sebagai dua dioda yang terminal positif atau negatifnya berdempet, sehingga
ada tiga terminal. Ketiga terminal tersebut adalah emiter (E), kolektor (C), dan basis (B).
Perubahan arus listrik dalam jumlah kecil pada terminal basis dapat menghasilkan perubahan
arus listrik dalam jumlah besar pada terminal kolektor. Prinsip inilah yang mendasari
penggunaan transistor sebagai penguat elektronik. Rasio antara arus pada koletor dengan arus
pada basis biasanya dilambangkan dengan β atau hFE. β biasanya berkisar sekitar 100 untuk
transistor-transisor BJT.
[sunting] FET
FET dibagi menjadi dua keluarga: Junction FET (JFET) dan Insulated Gate FET (IGFET)
atau juga dikenal sebagai Metal Oxide Silicon (atau Semiconductor) FET (MOSFET). Berbeda
dengan IGFET, terminal gate dalam JFET membentuk sebuah dioda dengan kanal (materi
semikonduktor antara Source dan Drain). Secara fungsinya, ini membuat N-channel JFET
menjadi sebuah versi solid-state dari tabung vakum, yang juga membentuk sebuah dioda antara
grid dan katode. Dan juga, keduanya (JFET dan tabung vakum) bekerja di "depletion mode",
keduanya memiliki impedansi input tinggi, dan keduanya menghantarkan arus listrik dibawah
kontrol tegangan input.](https://image.slidesharecdn.com/penguat-130430235707-phpapp02/85/Penguat-4-320.jpg)
More Related Content
What's hot (20)
Similar to Penguat (19)
Penguat
- 1. Transistor Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya. Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter) Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal. Tegangan atau arus yang dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2 terminal lainnya. 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. Daftar isi [sembunyikan] 1 Cara kerja semikonduktor 2 Cara kerja transistor 3 Jenis-jenis transistor o 3.1 BJT o 3.2 FET [sunting] Cara kerja semikonduktor Pada dasarnya, transistor dan tabung vakum memiliki fungsi yang serupa; keduanya mengatur jumlah aliran arus listrik.
- 2. Untuk mengerti cara kerja semikonduktor, misalkan sebuah gelas berisi air murni. Jika sepasang konduktor dimasukan kedalamnya, dan diberikan tegangan DC tepat dibawah tegangan elektrolisis (sebelum air berubah menjadi Hidrogen dan Oksigen), tidak akan ada arus mengalir karena air tidak memiliki pembawa muatan (charge carriers). Sehingga, air murni dianggap sebagai isolator. Jika sedikit garam dapur dimasukan ke dalamnya, konduksi arus akan mulai mengalir, karena sejumlah pembawa muatan bebas (mobile carriers, ion) terbentuk. Menaikan konsentrasi garam akan meningkatkan konduksi, namun tidak banyak. Garam dapur sendiri adalah non-konduktor (isolator), karena pembawa muatanya tidak bebas. Silikon murni sendiri adalah sebuah isolator, namun jika sedikit pencemar ditambahkan, seperti Arsenik, dengan sebuah proses yang dinamakan doping, dalam jumlah yang cukup kecil sehingga tidak mengacaukan tata letak kristal silikon, Arsenik akan memberikan elektron bebas dan hasilnya memungkinkan terjadinya konduksi arus listrik. Ini karena Arsenik memiliki 5 atom di orbit terluarnya, sedangkan Silikon hanya 4. Konduksi terjadi karena pembawa muatan bebas telah ditambahkan (oleh kelebihan elektron dari Arsenik). Dalam kasus ini, sebuah Silikon tipe-n (n untuk negatif, karena pembawa muatannya adalah elektron yang bermuatan negatif) telah terbentuk. Selain dari itu, silikon dapat dicampur dengan Boron untuk membuat semikonduktor tipe-p. Karena Boron hanya memiliki 3 elektron di orbit paling luarnya, pembawa muatan yang baru, dinamakan "lubang" (hole, pembawa muatan positif), akan terbentuk di dalam tata letak kristal silikon. Dalam tabung hampa, pembawa muatan (elektron) akan dipancarkan oleh emisi thermionic dari sebuah katode yang dipanaskan oleh kawat filamen. Karena itu, tabung hampa tidak bisa membuat pembawa muatan positif (hole). Dapat disimak bahwa pembawa muatan yang bermuatan sama akan saling tolak menolak, sehingga tanpa adanya gaya yang lain, pembawa-pembawa muatan ini akan terdistribusi secara merata di dalam materi semikonduktor. Namun di dalam sebuah transistor bipolar (atau diode junction) dimana sebuah semikonduktor tipe-p dan sebuah semikonduktor tipe-n dibuat dalam satu keping silikon, pembawa-pembawa muatan ini cenderung berpindah ke arah sambungan P- N tersebut (perbatasan antara semikonduktor tipe-p dan tipe-n), karena tertarik oleh muatan yang berlawanan dari seberangnya. Kenaikan dari jumlah pencemar (doping level) akan meningkatkan konduktivitas dari materi semikonduktor, asalkan tata-letak kristal silikon tetap dipertahankan. Dalam sebuah transistor bipolar, daerah terminal emiter memiliki jumlah doping yang lebih besar dibandingkan dengan terminal basis. Rasio perbandingan antara doping emiter dan basis adalah satu dari banyak faktor yang menentukan sifat penguatan arus (current gain) dari transistor tersebut. Jumlah doping yang diperlukan sebuah semikonduktor adalah sangat kecil, dalam ukuran satu berbanding seratus juta, dan ini menjadi kunci dalam keberhasilan semikonduktor. Dalam sebuah metal, populasi pembawa muatan adalah sangat tinggi; satu pembawa muatan untuk setiap atom. Dalam metal, untuk mengubah metal menjadi isolator, pembawa muatan harus disapu dengan memasang suatu beda tegangan. Dalam metal, tegangan ini sangat tinggi, jauh lebih tinggi dari
- 3. yang mampu menghancurkannya. Namun, dalam sebuah semikonduktor hanya ada satu pembawa muatan dalam beberapa juta atom. Jumlah tegangan yang diperlukan untuk menyapu pembawa muatan dalam sejumlah besar semikonduktor dapat dicapai dengan mudah. Dengan kata lain, listrik di dalam metal adalah inkompresible (tidak bisa dimampatkan), seperti fluida. Sedangkan dalam semikonduktor, listrik bersifat seperti gas yang bisa dimampatkan. Semikonduktor dengan doping dapat diubah menjadi isolator, sedangkan metal tidak. Gambaran di atas menjelaskan konduksi disebabkan oleh pembawa muatan, yaitu elektron atau lubang, namun dasarnya transistor bipolar adalah aksi kegiatan dari pembawa muatan tersebut untuk menyebrangi daerah depletion zone. Depletion zone ini terbentuk karena transistor tersebut diberikan tegangan bias terbalik, oleh tegangan yang diberikan di antara basis dan emiter. Walau transistor terlihat seperti dibentuk oleh dua diode yang disambungkan, sebuah transistor sendiri tidak bisa dibuat dengan menyambungkan dua diode. Untuk membuat transistor, bagian- bagiannya harus dibuat dari sepotong kristal silikon, dengan sebuah daerah basis yang sangat tipis. [sunting] Cara kerja transistor Dari banyak tipe-tipe transistor modern, pada awalnya ada dua tipe dasar transistor, bipolar junction transistor (BJT atau transistor bipolar) dan field-effect transistor (FET), yang masing- masing bekerja secara berbeda. Transistor bipolar dinamakan demikian karena kanal konduksi utamanya menggunakan dua polaritas pembawa muatan: elektron dan lubang, untuk membawa arus listrik. Dalam BJT, arus listrik utama harus melewati satu daerah/lapisan pembatas dinamakan depletion zone, dan ketebalan lapisan ini dapat diatur dengan kecepatan tinggi dengan tujuan untuk mengatur aliran arus utama tersebut. FET (juga dinamakan transistor unipolar) hanya menggunakan satu jenis pembawa muatan (elektron atau hole, tergantung dari tipe FET). Dalam FET, arus listrik utama mengalir dalam satu kanal konduksi sempit dengan depletion zone di kedua sisinya (dibandingkan dengan transistor bipolar dimana daerah Basis memotong arah arus listrik utama). Dan ketebalan dari daerah perbatasan ini dapat diubah dengan perubahan tegangan yang diberikan, untuk mengubah ketebalan kanal konduksi tersebut. Lihat artikel untuk masing-masing tipe untuk penjelasan yang lebih lanjut. [sunting] Jenis-jenis transistor PNP P-channel
- 4. NPN N-channel BJT JFET Simbol Transistor dari Berbagai Tipe Secara umum, transistor dapat dibeda-bedakan berdasarkan banyak kategori: Materi semikonduktor: Germanium, Silikon, Gallium Arsenide Kemasan fisik: Through Hole Metal, Through Hole Plastic, Surface Mount, IC, dan lain- lain Tipe: UJT, BJT, JFET, IGFET (MOSFET), IGBT, HBT, MISFET, VMOSFET, MESFET, HEMT, SCR serta pengembangan dari transistor yaitu IC (Integrated Circuit) dan lain-lain. Polaritas: NPN atau N-channel, PNP atau P-channel Maximum kapasitas daya: Low Power, Medium Power, High Power Maximum frekwensi kerja: Low, Medium, atau High Frequency, RF transistor, Microwave, dan lain-lain Aplikasi: Amplifier, Saklar, General Purpose, Audio, Tegangan Tinggi, dan lain-lain [sunting] BJT BJT (Bipolar Junction Transistor) adalah salah satu dari dua jenis transistor. Cara kerja BJT dapat dibayangkan sebagai dua dioda yang terminal positif atau negatifnya berdempet, sehingga ada tiga terminal. Ketiga terminal tersebut adalah emiter (E), kolektor (C), dan basis (B). Perubahan arus listrik dalam jumlah kecil pada terminal basis dapat menghasilkan perubahan arus listrik dalam jumlah besar pada terminal kolektor. Prinsip inilah yang mendasari penggunaan transistor sebagai penguat elektronik. Rasio antara arus pada koletor dengan arus pada basis biasanya dilambangkan dengan β atau hFE. β biasanya berkisar sekitar 100 untuk transistor-transisor BJT. [sunting] FET FET dibagi menjadi dua keluarga: Junction FET (JFET) dan Insulated Gate FET (IGFET) atau juga dikenal sebagai Metal Oxide Silicon (atau Semiconductor) FET (MOSFET). Berbeda dengan IGFET, terminal gate dalam JFET membentuk sebuah dioda dengan kanal (materi semikonduktor antara Source dan Drain). Secara fungsinya, ini membuat N-channel JFET menjadi sebuah versi solid-state dari tabung vakum, yang juga membentuk sebuah dioda antara grid dan katode. Dan juga, keduanya (JFET dan tabung vakum) bekerja di "depletion mode", keduanya memiliki impedansi input tinggi, dan keduanya menghantarkan arus listrik dibawah kontrol tegangan input.
- 5. FET lebih jauh lagi dibagi menjadi tipe enhancement mode dan depletion mode. Mode menandakan polaritas dari tegangan gate dibandingkan dengan source saat FET menghantarkan listrik. Jika kita ambil N-channel FET sebagai contoh: dalam depletion mode, gate adalah negatif dibandingkan dengan source, sedangkan dalam enhancement mode, gate adalah positif. Untuk kedua mode, jika tegangan gate dibuat lebih positif, aliran arus di antara source dan drain akan meningkat. Untuk P-channel FET, polaritas-polaritas semua dibalik. Sebagian besar IGFET adalah tipe enhancement mode, dan hampir semua JFET adalah tipe depletion mode. Using Transistor for Amplifier Transistor merupakan komponen yang dapat menguatkan arus.Dengan kemampuan ini, transistor dapat dimanfaatkan dalam dua moda, yaitu moda nonlinier dan moda linier. Moda nonlinier contohnya adalah pemanfaatan transistor sebagai saklar elektronik, sedangkan moda linier adalah transistor sebagai penguat (amplifier). Dalam penerapannya sebagai amplifier, terdapat beberapa jenis konfigurasi amplifier. Dalam halaman ini, akan dibahas tiga buah konfigurasi amplifier, yaitu amplifier kelas A, Kelas B dan kelas AB. Kelas dari amplifier ini dibedakan berdasarkan letak titik beban dari kerja transistor. Titik beban ini berada dalam garis beban seperti yang terlihat dalam Gambar 2, dengan menganggap rangkaian transistornya adalah dalam konfigurasi common emitter (seperti dalam Gambar 1). Gambar 1. Rangkaian common emitter. dari Gambar 1, dapat diturunkan persamaan tegangan VCC yaitu:
- 6. Gambar 2. Garis beban transistor. Transistor pad rangkaian di Gambar 1, akan memiliki titik kerja di antara titik A dan B, sepanjang garis beban. Titik A adalah daerah kerja ketika transistor mengalami kejenuhan, sedangkan titik B adalah ketika transistor cut-off. Amplifier Kelas A Titik beban transistor pada penguat kelas A diletakkan di antara titik A dan B, biasanya untuk menghasilkan kinerja yang baik maka titik beban diletakkan tepat di tengah-tengah garis beban. Hal ini memiliki maksud agar sinyal keluaran akan memiliki bentuk sinyal yang simetri antara siklus negatif dan positif. Supaya diperoleh titik beban yang tepat ditengah, maka VCE dirancang supaya sama besar dengan VCC/2. Untuk menghasilkan ini, maka IB dirancang supaya menghasilkan ICRC sama dengan VCC/2. Penguat kelas A dapat diwujudkan dengan rangkaian seperti Gambar 3 berikut. Gambar 3. Penguat kelas A.
- 7. Penguat kelas A dirancang untuk menguatkan sinyal-sinyal kecil. Sedangkan kekurangan dari penguat jenis ini adalah ketika tidak ada sinyal masukan, maka transistor akan tetap mengkonsumsi arus listrik. Amplifier Kelas B Penguat ini diwujudkan dengan merangkai sepasang transistor komplemen seperti pada Gambar 4. Berbeda dengan penguat kelas A, titik beban transistor penguat kelas B diletakkan pad titik B (titik cut-off). Dengan kondisi seperti ini, maka ketika tidak ada sinyal masukan, maka transistor tidak mengkonsumsi arus listrik. Penguat jenis ini dikenal juga sebagai penguat push-pull karena kerja dari pasangan transistor adalah bergantian. Penguat ini diterapkan sebagai penguat akhir, atau penguat sinyal besar. Gambar 4. Penguat kelas B (push-pull). Ketika Vin berada dalam fasa positif maka hanya transistor NPN yang ON, sedangkan ketika sinyal Vin berada dalam fasa negatif maka hanya transistor PNP yang ON. Akan tetapi karena bias tegangan transistor berasal dari sinyal Vin, maka sinyal ini akan terpotong oleh tegangan VBE, sehingga sinyal keluarannya akan mengalami kecacatan (distorsi). Amplifier Kelas AB Untuk mengatasi permaslahan distorsi pada penguat kelas B, maka dibuatlah penguat kelas AB. Penguat ini memiliki titik beban yang berada sedikit di atas titik B (Gambar 2), yaitu transistor dalam kondisi dibias dengan tegnagn ambang sebesar VBE. Dalam kondisi ini, maka dalam keadaan tanpa sinyal Vin, transistor tidak mengkonsumsi arus listrik. Sedangkan ketika Vin muncul maka sinyal ini tidak terpotong oleh tegangan VBE sehingga sinyal keluarannya tidak mengalami distorsi. Contoh dari penguat kelas AB adalah seperti pada Gambar 5.
- 8. Gambar 5. Penguat kelas AB.