TRANSISTOR

 

TRANSISTOR

Desti Nur Annisa / I0321033 / Teknik Industri / Universitas Sebelas Maret

 

A.    Definisi

Transistor adalah dioda dengan dua sambungan (junction). Sambungan itu membentuk transistor PNP dan NPN. Kata transistor berasal dari kata trans yang berarti transmitter atau pemancar dan sistor untuk resistor atau penghambat.

Sinyal listrik adalah besar kecilnya arus listrik yang menyusun sebuah kode digital. Kode digital direpresentasikan oleh bilangan biner, yaitu angka 1 dan 0. Angka 1 melambangkan arus listrik yang tinggi dan angka 0 melanbangkan arus listrik rendah.

B.    Sejarah dan Penemu Transistor

Komputer pertama di dunia disebut dengan ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) yang membutuhkan 18.000 vacuum tubes seberat 30 ton yang berguna untuk mengatur arus listrik supaya sebuah komputer dapat bekerja melakukan fungsinya dan untuk menyimpan vacuum tubes sebanyak itu dibutuhkan ruangan seluas 167 m². Selain itu, untuk satu unit komputer membutuhkan listrik yang sangat besar sekitar 174 kilowatt dan banyak vacuum tubes yang rusak sehingga harus diganti setiap harinya.

Gambar 1 (Vacuum tubes)

Sumber: Public Domain, https://www.zenius.net/blog/wp-content/uploads/2021/12/640px-Early_triode_vacuum_tube_collection.jpg

Namun, pada zaman modern ini, komputer hanya membutuhkan microchips yang ukurannya hanya sekecil jari manusia saja. Microchips ini berisi miliaran transistor yang dapat menggantilan fungsi vacuum tubes dengan ketahanan yang lebih tinggi dan harga yang lebih terjangkau.

Transistor pertama kali ditemukan oleh John Barden, William Shockey, dan Walter Brattain dengan jenis point-contact transistor pada 16 Desember 1947. Transistor ini terbuat dari perpaduan foils emas dan lempengan germanium yang mampu menghasilkan arus listrik yang lebih besar dari pada yang diterima.

C.    Fungsi

Transistor merupakan sebuah alat semikonduktor yang berfungsi sebagai:

1.     Penguat amplifier dan arus dalam rangkaian,

2.     Sirkuit pemutus dan penyambung (switching),

3.     Pengatur stabilisasi tegangan dan modulasi sinyal,

4.     Peratas arus,

5.     Penahan sebagian arus yang mengalis

6.     Saklar elektronik

 

D.    Prinsip Kerja

Gambar 2 (Dua Tipe Prinsip Kerja Transistor)

Sumber: http://hmte.ft.unand.ac.id/wp-content/uploads/2022/02/Transistor-Types.jpg

 

1.     Bipolar Junction Transistor (BJT)

Transistor bipolar adalah salah satu transistor yang membutuhkan perpindahan muata pembawanya berupa elektron pada kutub negatif untuk mengisi kekurangan elektron pada kutub positif. Jenis transistor yang satu ini sering disebut sebagai BJT (Bipolar Junction Transistor).

Transistor BJT, terbagi menjadi dua jenis, yaitu:

·     Transistor NPN

Terdiri dari sebuah semikonduktor tipe-p yang disisipkan di antara dua semikonduktor tipe-n.

Gambar 3 (Transistor Tipe-p)

Sumber: TRANSISTOR (ittelkom-pwt.ac.id)

 

·     Transistor PNP

Terdiri dari sebuah semikonduktor tipe-n yang disisiplakn di antara dua semikonduktor tipe-p.

Gambar 4 (Transistor Tipe-n)

Sumber: TRANSISTOR (ittelkom-pwt.ac.id)

 

2.     Field-Effect Transistor (FET)

Transistor FET atau unipolar yang hanya memakai satu jenis pembawa muatan (elektron atau hole, tergantung dari tipenya). Pada transistor FET arus listrik utamanya mengalir dalam satu kanal konduksi sempit dengan depletion zone sisinya. Lalu ketebalan dari daerah perbatasan ini dapat diubah dengan perubahan tegangan yang diberikan, untuk mengubah ketebalan kanal konduksi tersebut.

 

E.    Jenis-Jenis dan Simbol

Secara umum, transistor dapat dibedakan berdasarkan banyak kategori, yaitu:

·         Materi semikonduktor     : Germanium, silikon, sallium arsenide.

·         Kemasa Fisik                       : Through hole metal, plastic, surface mount, IC.

·         Polaritas                               : NPN atau N-Channel, PNP atau P-Channel

·         Max. Kapasitas Daya         : Low power, medium power, high power.

·         Max. Frekuensi Kerja        : Low, medium, high frequency, RF transistor, microwave.

·         Aplikasi                                 : Amplifier, saklar, general purpose, audio, tegangan tinggi.

·       Tipe                                : UJT, BJT, JFET, IGFET, IGBT, HBT, MISFET, VMOSFET, MESFET, HEMT, SCR.

·   Fungsinya                     : Small signal transistor, small switching transistor, power transistor, phototransistor.

Berikut merupakan contoh dan penjelasan singkat dari beberapa jenis transistor:

1.     Small Signal Transistor

Digunakan untuk mempermudah menghasilkan sinyal yang cukup kecil dengan keunggulan proses efisiensinya.

         

                            

Gambar 5 (Small Signal Transistor)

Sumber: https://sarkepo.com/wp-content/uploads/2022/01/Small-Signal-Transistors.jpg

2.     Small Switching Transistor

Digunakan untuk menambah kecepatan dari aliran listrik.

           

Gambar 6 (Small Switching Transistor)

Sumber: https://sarkepo.com/wp-content/uploads/2022/01/Switching-Transistors.jpg

3.     Power Transistor

Digunakan untuk menghasilkan sinyal yang jauh lebih kuat

             

Gambar 7 (Power Transistor)

Sumber: https://sarkepo.com/wp-content/uploads/2022/01/Power-Transistors.jpg

4.     Phototransistor

Digunakan sebagai sensor untuk mendeteksi cahaya.

                 

Gambar 8 (Phototransistor)

Sumber: https://sarkepo.com/wp-content/uploads/2022/01/Phototransistors.jpg

5.     Transistor JFET

Transisto JFET merupakan generasi awal ditemukannya transistor efek medan atau FET. Untuk mengendalikan kinerja transistor ini dilakukan dengan cara mengatur pemberian bias tegangan pada terminal gate. Tegangan bias yang diterapkan pada termnial gate transistor JFET mengendalikan aliran arus listrik pada terminal source dan drain. Transistor JFET terdiri dari jenis N channel dan P channel.

                 

Gambar 9 (Small Signal Transistor)

Sumber:https://th.bing.com/th/id/OIP.MkEV4dSNPXPv29I9hz2SjAHaHK?w=164&h=180&c=7&r=0&o=5&dpr=1.4&pid=1.7

6.     Transistor MOSFET

Transistor MOSFET adalah transistor jenis FET yang paling umum dan banyak digunakan pada sirkuit elektronika selain transistor bipolar. Secara struktur bentuk, transistor MOSFET memiliki perbedaan dengan transistor FET jenis JFET. Perbedaan tersebut terletak pada sistem isolasi terminal gate yang diterapkan pada transistor MOSFET. Saat ini MOSFET banyak dipakai untuk sirkuit switching daya tinggi seperti pada power supply dan sirkuit horisontal. Selain itu tengah dikembangkan juga MOSFET yang dapat digunakan untuk sistem audio power amplifier.

Gambar 10 (Transistor MOSFET)

Sumber: https://th.bing.com/th/id/OIP.zcCYqXwjbhwlg-g1g6o7XQHaHa?w=188&h=188&c=7&r=0&o=5&dpr=1.4&pid=1.7

 

F.     Cara Mengukur Transistor

·         Cara Mengukur Transistor PNP dengan Multimeter Analog

1.   Atur Posisi Saklar pada Posisi OHM (Ω) x1k atau x10k.

2.   Hubungkan Probe Merah pada Terminal Basis (B) dan Probe Hitam pada Terminal Emitor (E), Jika jarum bergerak ke kanan menunjukan nilai tertentu, berarti Transistor tersebut dalam kondisi baik.

3.   Pindahkan Probe Hitam pada Terminal Kolektor (C), jika jarum bergerak ke kanan menunjukan nilai tertentu, berarti Transistor tersebut dalam kondisi baik.

 

·         Cara Mengukur Transistor PNP dengan Multimeter Digital

1.     Atur Posisi Saklar pada Posisi Dioda.

2.     Hubungkan Probe Hitam pada Terminal Basis (B) dan Probe Merah pada Terminal Emitor (E), Jika Display Multimeter menunjukan nilai Voltage tertentu, berarti Transistor tersebut dalam kondisi baik.

3.     Pindahkan Probe Merah pada Terminal Kolektor (C), jika Display Multimeter nilai Voltage tertentu, berarti Transistor tersebut dalam kondisi baik.

 

·         Cara Mengukur Transistor NPN dengan Multimeter Analog

1.   Atur Posisi Saklar pada Posisi OHM (Ω) x1k atau x10k.

2.   Hubungkan Probe Hitam pada Terminal Basis (B) dan Probe Merah pada Terminal Emitor (E), Jika jarum bergerak ke kanan menunjukan nilai tertentu, berarti Transistor tersebut dalam kondisi baik.

3.   Pindahkan Probe Merah pada Terminal Kolektor (C), jika jarum bergerak ke kanan menunjukan nilai tertentu, berarti Transistor tersebut dalam kondisi baik.

 

·         Cara Mengukur Transistor NPN dengan Multimeter Digital

1.   Atur Posisi Saklar pada Posisi Dioda

2.   Hubungkan Probe Merah pada Terminal Basis (B) dan Probe Hitam pada Terminal Emitor (E), Jika Display Multimeter menunjukan nilai Voltage tertentu, berarti Transistor tersebut dalam kondisi baik

3.   Pindahkan Probe Hitam pada Terminal Kolektor (C), jika Display Multimeter menunjukan nilai Voltage tertentu, berarti Transistor tersebut dalam kondisi baik.

 

G.   Aplikasi dalam Kehidupan Sehari-hari

1.       Transistor sebagai Saklar

Gambar 11 (Transistor sebagai Saklar)

Sumber:https://html.scribdassets.com/3nmesdzuio4fnnsh/images/1-16da298f77.png

Saklar dapat dianalogikan sebagai sebuah kran pada air yang berfungsi untuk menghentikan aliran dari pipa sebagai jalannya air. Ketika kran ditutup seberapa besar pun tekanan yang air berikan untuk mengalir sudah tentu dapat tertahan oleh kran air yang ukurannya lebih kecil dan ketika kran kembali dibuka air akan mengalir kembali. Transistor pada rangkaian listrik berfungsi untuk menhentikan aliran listrik pada komponen dan juga dapat mengalirkan listrik.

Kelebihan menggunakan transistor adalah transistor cenderung aman digunakan karena tidak akan menimbulkan percikan api ketika digunakan. Selain itu, harganya juga lebih murah. Namun, kekurangannya adalah arus yang dapat ditahan oleh transistor cukup kecil sehingga tidak bisa digunakan pada arus yang sangat besar.

2.       Transistor untuk Menyalakan LED

                

Gambar 12 (Transistor pada LED)

Sumber: https://assets.website-files.com/62709318493cafbb465ed770/6290f8669fae2a4b54ee9104_60c380b548407a43794f6c78_Gambar%2520rangkaian%2520transistor%2520untukmenyalakan%2520LED%25C2%25A0.png

 

Ketika saklar pada terminal basis pada posisi terbuka (open), maka tidak ada arus yang mengalir pada basisi sehingga transistor akan masuk pada mode cut off dan membuat transistor menjadi OFF dan membuat sirkuit menjadi terbuka dan LED tidak akan menyala.

Namun ketika saklar pada terminal basis pada posisi tertutup (closed), arus listrik akan mengalir melalui basis dan membuat transistor masuk pada mode saturasi dan membuat LED menyala. Resistor sendiri berfungsi untuk membatasi jumlah arus yang melalui basis dan LED.

 

3.       Transistor untuk Mengoperasikan Relay

 

Gambar 13 (Transistor pada Relay)

Sumber: https://assets.website-files.com/62709318493cafbb465ed770/6290f866280cab402efee43a_60c381f87c78b72f90191b4a_Gambar%2520rangkaian%2520transistor%2520untukmengoperasikan%2520relay%25C2%25A0.png

Pada saat termina basis diberikan arus listrik, maka transistor akan masuk pada mode saturasi dan membuat arus listrik mengalir ke coil pada relay dan membuat relay aktif.

Pada peralatan elektronik yang menggunakan beban induktif seperti motor dan induktor (coil), ketika arus listrik diputus secara tiba-tiba, komponen tersebut akan menghasilkan beda tegangan yang cukup besar sehingga dapat menyebabkan kerusakan pada komponen lain.

Untuk mengatasinya dapat menggunakan diode yang dipasangkan secara paralel dengan beban induktifnya untuk memproteksi komponen yang lain dari beda tegangan yang besar yang muncul. Diode ini juga biasa disebut flywheel diode.

 

 _______________________________________________________________________________________________________________

DAFTAR PUSTAKA

Zenius.net. Hana Lintang. 2021. Diakses pada 08 November 2022, dari Penemuan Transistor Pertama di Dunia Menjadi Awal Transformasi Komputer dan Alat Elektronik Lainnya (zenius.net)

Pakdosen.co.id. 2022. Transistor adalah. Diakses pada 08 November 2022, dari Transistor adalah: Pengertian, Fungsi, Jenis, Karakteristik (pakdosen.co.id)

Hmte.ft.unand.ac.id. Tim Infokom. 2022. Diakses pada 08 November 2022, dari  Transistor: Jenis, Fungsi, dan Cara Kerja | HMTE FT-UNAND

Sarkepo.com. 2022. Diakses pada 08 November 2022, dari 5 Jenis Transistor Berdasarkan Kategori dan Fungsinya (Lengkap) (sarkepo.com)

Builder.id. 2022. Diakses pada 08 November 2022, dari Jenis Transistor, Fungsi dan Cara Mengukur Transistor (builder.id)

Slideshare.net. 2014. Diakses pada 08 November 2022, dari Kelompok 6(aplikasi transistor) (slideshare.net)