2. Pendahuluan
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.
3. Pengertian Transistor
Transistor merupakan komponen utama dalam
elektronika yang terbuat dari 2 dioda germanium yang
disatukan. Transistor terdiri dari 3 lapisan semikonduktor
diantaranya contoh NPN dan PNP. Transistor mempunyai tiga
kaki yang disebut dengan Emitor (E), Basis/Base (B) dan
Kolektor/collector (C). Posisi kaki-kaki ini berbeda antara
transistor satu dengan yang lain walaupun ada juga yang sama
Transistor berasal dari perpaduan dua kata, yakni
“transfer” yang artinya pemindahan dan “resistor” yang berarti
penghambat. Dengan demikian transistor dapat diartikan
sebagai suatu pemindahan atau peralihan bahan setengah
penghantar menjadi penghantar pada daya atau keadaan
tertentu.
4. Fungsi Transistor
• Sebagai penguat arus, tegangan dan daya (AC dan
DC)
• Sebagai penyearah
• Sebagai sirkuit pemutus dan penyambung
(switching),
• Sebagai stabilisasi tegangan
• Sebagai modulasi sinyal
• Sebagai isolator
• Membangkitkan frekuensi rendah maupun tinggi.
5. Jenis-jenis Transistor
Secara umum, transistor dapat dibeda-bedakan
berdasarkan banyak kategori:
1. Materi semikonduktor: Germanium, Silikon,
Gallium Arsenide
2. Kemasan fisik: Through Hole Metal, Through
Hole Plastic, Surface Mount, IC, dan lain-lain
3. Tipe: UJT, BJT , HBT, JFET, IGFET (MOSFET),
IGBT, MISFET, VMOSFET, MESFET, HEMT, SCR
serta pengembangan dari transistor yaitu IC
(Integrated Circuit) dan lain-lain.
6. 4. Polaritas: NPN atau N-channel, PNP atau Pchannel
5. Maximum kapasitas daya: Low Power, Medium
Power, High Power
6. Maximum frekuensi kerja: Low, Medium, atau
High Frequency, RF transistor, Microwave, dan
lain-lain
7. Aplikasi: Amplifier, Saklar, General Purpose,
Audio, Tegangan Tinggi, dan lain-lain
7. Uni Junktion Transistor (UJT)
• Uni Junktion Transistor (UJT) adalah transistor
yang mempunyai satu kaki emitor dan dua
basis. Kegunaan transistor ini adalah terutama
untuk switch elektronis. Ada Dua jenis UJT
ialah UJT Kanal N dan UJT Kanal P.
8. BJT(Bipolar Junction Transistor)
Transistor jenis BJT (bipolar junction
transistor) merupakan transistor yang mempunyai
dua diode, terminal posistif atau negatifnya
berdempet, sehingga ada tiga terminal. Ketiga
terminal tersebut adalah emitter (E), kolektor (C),
dan basis (B). perubahan arus listrik dalam jumlah
kecil pada terminal basis dapat menghasilkan
perubahan arus listrik dalam jumlah besarpada
terminal kolektor. Prinsip inilah yang mendasari
penggunaan transistor sebagai penguat elektronik.
9. Struktur dan prinsip kerja bipolar juntion transistor tergantung
dari perpindahan elektron di kutup negatif mengisi kekurangan
elektron (hole) di kutup positif. bi = 2 dan polar = kutup.
1. Transistor PNP (anoda katoda anoda / kaki katoda yang
disatukan)
2. Transistor NPN (katoda anoda katoda / kaki anoda yang
disatukan)
11. Emiter ditanahkan (Common Emitter-CE)
Titik ground atau titik tegangan 0 volt
dihubungkan pada titik emiter.
Ada penguatan tegangan dan arus.
Memiliki input dengan impedansi rendah
(forward bias) dan output dengan impedansi
tinggi(reverse bias).
12.
13. Dimana
alpha dc(α dc) = IC/IE
Defenisinya adalah perbandingan arus kolektor terhadap arus
emitor.Karena besar arus kolektor umumnya hampir sama
dengan besar arus emiter maka idealnya besar α dcadalah = 1
(satu). Namun umumnya transistor yang ada memiliki α dc kurang
lebih antara 0.95 sampai 0.99.
Beta (β)= IC/IB
Didefenisikan sebagai besar perbandingan antara arus kolektor
dengan arus base. Dengan kata lain, βα adalah parameter yang
menunjukkan kemampuan penguatan arus (current gain) dari
suatu transistor. Parameter ini ada tertera di databook transistor
dan sangat membantu para perancang rangkaian elektronika
dalam merencanakan rangkaiannya.
14. Kolektor ditanahkan (Common Collector-CC)
Titik ground atau titik tegangan 0 volt
dihubungkan pada titik kolektor.
Disebut juga sebagai emiter follower circuit
15. Bipolar Transistor Characteristics
Input
Characteristics:-
ΔVBE / ΔIB
Common Base -
ΔVC / ΔIC
Common Emitter Transfer
Characteristics:-
ΔVEB / ΔIE
Common Emitter Output
Characteristics:-
Common Base -
ΔVC / ΔIC
Common Base -
ΔIC / ΔIE
Common Emitter -
ΔIC / ΔIB
16. Karakteristik konfigurasi transistor
yang berbeda
Characteristic
Common
Base
Common
Emitter
Common
Collector
Input Impedance
Low
Medium
High
Output Impedance
Very High
High
Low
Phase Angle
0o
180o
0o
Voltage Gain
High
Medium
Low
Current Gain
Low
Medium
High
Power Gain
Low
Very High
Medium
17. Transistor dwikutub pertemuantaksejenis (HBT)
Transistor dwikutub pertemuantaksejenis adalah sebuah penyempurnaan BJT
sehingga dapat menangani isyarat frekuensi
sangat tinggi hingga beberapa ratus GHZ.
Transistor pertemuan-taksejenis mempunyai
semikonduktor yang berbeda untuk tiap unsur
dalam transistor. Biasanya emitor dibuat dari
bahan yang memiliki celah-jalur lebih besar
dari basis.
18. BJT pertemuan-sejenis, efisiensi injeksi
pembawa dari emitor ke basis terutama
dipengaruhi oleh perbandingan pengotoran di
antaran emitor dan basis, yang berarti basis
harus dikotori ringan untuk mendapatkan
efisiensi injeksi yang tinggi, membuat
resistansioya relatif tinggi. Sebagai tambahan,
pengotoran basis yang lebih tinggi juga
memperbaiki karakteristik seperti tegangan
mula dengan membuat basis lebih sempit.
19. Dua HBT yang paling sering digunakan
adalah silikon-germanium dan aluminium
arsenid, tetapi jenis semikonduktor lain juga bisa
digunakan untuk struktur HBT. Struktur HBT
biasanya dibuat dengan teknik epitaksi, seperti
epitaksi fase uap logam-organik dan epitaksi
sinar molekuler.
20. Daerah Operasi BJT
Transistor dwikutub mempunyai lima daerah operasi yang
berbeda, terutama dibedakan oleh panjar yang diberikan:
1. Aktif-maju (atau aktif saja): pertemuan emitor-basis
dipanja maju dan pertemuan basis-kolektor dipanjar
mundur. Hampir semua transistor didesain untuk
mencapai penguatan arus tunggal emitor yang terbesar
() dalam moda aktif-maju. in forward-active mode.
Dalam keadaan ini arus kolektor-emitor beberapa kali
lipat lebih besar dari arus basis.
2. Jenuh: dengan semua pertemuan dipanjar maju, BJT
memasuki moda jenuh dan memberikan konduksi arus
yang besar dari emitor km kolektor. Moda ini
berkorespondensi dengan logika hidup, atau sakelar yang
tertutup.
21. 3. Aktif-mundur (atau aktif-terbalik atau terbalik): dengan
membalik pemanjaran pada moda aktif-maju, transistor
dwikutub memasuki moda aktif-mundur. Pada moda ini,
daerah emitor dan kolektor bertukar fungsi. Karena
hampir semua BJT didesain untuk penguatan arus moda
aktif-maju yang maksimal, pada moda terbalik beberapa
kaki lipat lebih rendah. Moda transistor ini jarang
digunakan, dan hanya diperhitungkan untuk kondisi
kegagalan dan untuk beberapa jenis logika dwikutub.
Tegangan tembus panjar terbalik pada basis mungkin lebih
rendah pada moda ini.
4. Putus: pada keadaan putus, pemanjaran bertolak
belakang dengan keadaan jenuh (semua pertemuan
dipanjar terbalik). Arus yang mengalir sangat kecil, dengan
demikian berkorespondensi dengan logika mati, atau
sakelar yang terbuka.
5. Tembusan bandang
22. JFET ( Junction Field Effect Transistor)
• Beberapa Kelebihan JFET dibandingkan dengan transistor
biasa ialah antara lain penguatannya yang besar, serta
desah yang rendah. Karena harga JFET yang lebih tinggi
dari transistor, maka hanya digunakan pada bagianbagian yang memang memerlukan. Bentuk fisik FJET ada
berbagai macam yang mirip dengan transistor.
23. Terminal gate dalam JFET membentuk
sebuah diode 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 diode 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.
24. Insulated Gate FET (IGFET) atau juga
dikenal sebagai Metal Oxide Silicon (atau
Semiconductor) FET (MOSFET).
MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET) adalah suatu jenis
FET yang mempunyai satu Drain, satu Source dan satu atau dua
Gate. MOSFET mempunyai input impedance yang sangat tinggi.
Mengingat harga yang cukup tinggi, maka MOSFET hanya
digunakan pada bagian bagian yang benar-benar
memerlukannya. Penggunaannya misalnya sebagai RF amplifier
pada receiver untuk memperoleh amplifikasi yang tinggi dengan
desah yang rendah.
25. Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT )
Transistor dwikutub gerbang-terisolasi
(IGBT = insulated gate bipolar transistor) adalah
piranti semikonduktor yang setara dengan
gabungan sebuah BJT dan sebuah MOSFET. Jenis
peranti baru yang berfungsi sebagai komponen
saklar untuk aplikasi daya.
26. Karakteristik IGBT
• IGBT adalah penggabungan struktur dan sifatsifat dari kedua jenis transistor BJT dan
MOSFET.
• IGBT mempunyai sifat kerja yang darikedua
jenis transistor tersebut. Saluran gerbang dari
IGBT, sebagai saluran kendali juga mempunyai
struktur bahan penyekat (isolator)
sebagaimana pada MOSFET.
27. • Masukan dari IGBT adalah terminal Gerbang dari
MOSFET, sedang terminal Sumber dari MOSFET
terhubung ke terminal Basis dari BJT. Dengan
demikian, arus cerat keluar dan dari MOSFET
akan menjadi arus basis dari BJT. Karena besarnya
resistansi masukan dari MOSFET, maka terminal
masukan IGBT hanya akan menarik arus yang
kecil dari sumber. Di pihak lain, arus cerat sebagai
arus keluaran dari MOSFET akan cukup besar
untuk membuat BJT mencapai keadaan jenuh.
28. • Terminal masukan IGBT mempunyai nilai
impedansi yang sangat tingg.
• Kecepatan pensaklaran IGBT juga lebih tinggi
dibandingkan peranti BJT.
• Terminal keluaran IGBT mempunyai sifat yang
menyerupai terminal keluaran (kolektoremitor) BJT.
29. Sifat-sifat IGBT
1. pada saat keadaan tidak menghantar (off),
saklar mempunyai tahanan yang besar sekali,
mendekati nilai tak berhingga. Dengan kata lain,
nilai arus bocor struktur saklar sangat kecil
2. Sebaliknya, pada saat keadaan menghantar (on),
saklar mempunyai tahanan menghantar () yang
sekecil mungkin. Ini akan membuat nilai
tegangan jatuh (voltage drop) keadaan
menghantar juga sekecil mungkin, demikian pula
dengan besarnya borosan daya yang terjadi, dan
kecepatan pensaklaran yang tinggi.
30. Susunan kaki-kaki elektroda
transistor
Adalah menjadi hal yang sangat penting bagi setiap praktisi elektronik
dalam mengetahui susunan kaki elektroda transistor, dikarenakan
kesalahan dalam meletakkan kaki transistor bisa berakibat tidak
berfungsinya transistor bahkan terancam kerusakan. Untuk transistortransistor low-signal atau low-power transistor, ada beberapa pola susunan
kaki elektroda :
31. Aplikasi Transistor
1. Transistor sebagai saklar
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.
32. • 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.
33. 2. Transistor sebagai penguat
• Penguat arus
Fungsi lain dari transistor adalah sebagai penguat arus.
Karena fungsi ini maka transistor bisa dipakai untuk
rangkaian power supply dengan tegangan yang di set.
Untuk keperluan ini transistor harus dibias tegangan yang
konstan pada basisnya, supaya pada emitor keluar
tegangan yang tetap. Biasanya untuk mengatur tegangan
basis supaya tetap digunakan sebuah dioda zener.
34. Transistor TR5 (NPN) dipakai untuk regulator tegangan
positif dan transistor TR6 (PNP) digunakan untuk
regulator tegangan negatif. Tegangan basis pada masing
masing transistor dijaga agar nilainya tetap oleh dioda
zener D3 dan D4. Dengan demikian tegangan yang keluar
pada emitor mempunyai arus sebesar perkalian antara
arus basis dan HFE transistor.
• Penguat sinyal AC
transistor juga bisa digunakan sebagai penguat tegangan
pada sinyal AC. Untuk pemakaian transistor sebagai
penguat sinyal digunakan beberapa macam teknik
pembiasan basis transistor. Dalam bekerja sebagai
penguat sinyal AC, transistor dikelompokkan menjadi
beberapa jenis penguat, yaitu: penguat kelas A, penguat
kelas B, penguat kelas AB, dan kelas C.
35. • R15 dan R16 bekerjasama dalam mengatur tegangan bias pada
basis transistor. Konfigurasi ini termasuk jenis penguat kelas A.
Sinyal input masuk ke penguat melalui kapasitor C8 ke basis
transistor. Dan sinyal output diambil pada kaki kolektor dengan
melewati kapasitor C7.
• Fungsi kapasitor pada input dan output penguat adalah untuk
mengisolasi penguat terhadap pengaruh dari tegangan DC eksternal
penguat. Hal ini berdasarkan karakteristik kapasitor yang tidak
melewatkan tegangan DC
36. Daftar Pustaka
Duro, Moh.2012. Pengertian dan Jenis Transistor.
http://dien-elcom.blogspot.com/2012/08/pengertian-dan-jenistransistor.html. [29 Januari 2014]
Sandi.2013. Pengenalan Komponen/Parts
elektronika.http://sndelektronik.blogspot.com/2013/01/transistorbipolar.html [30 Januari 2014]
Sarbina, Abi.2010. Fungsi dasar
transistor.http://abisabrina.wordpress.com/2010/08/14/fungsi-dasartransistor/ [30 Januari 3014]
NN.2012.Fungsi dan Cara Kerja
Transistor.http://hobbielektronika.blogspot.com/2013/06/fungsi-dan-carakerja-transistor.html
NN.2012..Transistor Sebagai Saklar.
http://rangkaianelektronika.info/transistor-sebagai-saklar/. [30 Januari 2014]
http://electronz-electronicsdesigning.blogspot.com/
http://ungunyadani.blogspot.com/2011/04/karakteristik-transistor-bipolar.html
http://www.dnatechindia.com/Tutorial/Transistors/Bipolar-Transistor.html
