Transistor merupakan alat dengan tiga terminal seperti yang diperlihatkan oleh simbol sirkit pada gambar 1. Setelah bahan semikonduktor diolah, terbentuklah bahan semikonduktor jenis p dan n. walaupun proses pembuatannya sangat banyak, pada dasarnya transistor merupakan tiga lapis gabungan kedua jenis bahan tadi, yaitu PNP dan NPN. 1. Transistor PNP Jenis PNP diperlihatkan dalam gambar 2.8(a) dan jenis NPN diperlihatkan dalam gambar 2.8(b). Prinsip kerja kedua tipe ini sama, perbedaannya hanyalah keberadaannya dalam kondisi panjaran DC.
Gambar 1 Simbol sirkit untuk transistor (a) PNP; (b) NPN Gambar dibawah memperlihatkan karakteristik keluaran yang menghubungkan arus Ic dengan tegangan Vce untuk harga arus Ib tertentu. Kurva ini menyajikan hubungan antara arus masukan di satu sisi dan arus serta tegangan keluaran di sisi yang lain. Parameter yang sangat penting bagi transistor adalah penguat arus DC, yang dikenal sebagai penguat arus statis hfe. Ini adalah penguatan transistor pada keadaan stasioner, yaitu tanpa sinyal masukan. Tidak mempunyai satuan (karena suatu perbandingan).
Gambar 2. Karakteristik arus kolektor terhadap Vce pada transistor 2. Transistor NPN Kolektor dan emitter merupakan bahan semikonduktor jenis n dan lapisan diantaranya merupakan semikonduktor jenis p. Transistor bekerja dalam satu arah, yaitu dari kolektor menuju emitter, karena kedua terminal tersebut terbuat dari bahan yang sama. Pada dasarnya transistor dapat dianggap sebagai suatu piranti yang beroperasi karena adanya arus. Kalau alat mengalir ke dalam basis dan melewati sambungan basis emitter, suatu suplai positif pada kolektor akan menyebabkan arus mengalir antara kolektor dan emitter. Dua hal yang harus diperhatikan pada arus kolektor ini adalah: a. Untuk arus basis nol, arus kolektor turun sampai pada tingkat arus kebocoran, yaitu kurang dari 1 mikro Ampere dalam kondisi normal (untuk transistor dengan bahan dasar silicon). b. Untuk arus basis tertentu, arus kolektor yang mengalir akan jauh lebih besar daripada arus basis itu. Arus kolektor tersebut dicapai dengan: Ic = hfe x Ib. 3. Transistor Sebagai Saklar Cara yang termudah untuk menggunakan sebuah transistor adalah sebagai sebuah saklar, artinya bahwa kita mengoperasikan transistor pada salah satu dari saturasi atau titik sumbat, tetapi tidak di tempat-tempat sepanjang garis beban. Jika sebuah transistor berada dalam keadaan saturasi, transistor tersebut seperti sebuah saklar yang tertutup dari kolektor ke emitter. Jika transistor tersumbat (cutoff), transistor seperti sebuah saklar yang terbuka.
Gambar 3. Transistor Sebagai Saklar Gambar 3. (a) menunjukkan rangkaian switching transistor. Penjumlahan tegangan sekitar loop input memberikan:
Jika arus basis lebih besar atau sama dengan Ib (sat), titik kerja Q berada pada ujung atas garis beban (gambar 1. (b)). Dalam hal ini transistor bekerja pada ujung bawah dari garis beban, dan transistor terlihat seperti sebuah switch yang terbuka.
Jenis-jenis transistor
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
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.
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.
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.
