Transistor

Penulis: Nurlaila Fitriani

13 September 2022 6 minutes read

Editor: M. Zakaria, S.Kom

Apa Itu Transistor?

Apa itu transistor? Transistor adalah alat semikonduktor yang mampu mengalirkan listrik dari sirkut sumber listriknya. Alat elektronika yang satu ini memiliki banyak fungsi. Mulai dari menguatkan listrik, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung, stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Untuk lebih jauhnya, kamu juga perlu mengenal bagaimana sejarah transistor, bagaimana karakter transistor, fungsi, dan beberapa jenis transistor.

Sejarah Penemuan Transistor

Sebelum menggunakan transistor, komputer pertama kali dikenal dengan ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) dimana membutuhkan 18.000 vaccum tubes dengan berat 30 ton. Vaccum tubes inilah yang berfungsi sebagai transistor, mengalirkan arus listri agar komputer bisa bekerja.

Bisa terbayangkan sebesar dan seberat apa komputer di masa dahulu? Bukan hanya itu, tegangan listrik yang dibutuhkan untuk menjalankan komputer pun sangat besar yakni 170 kilowatt.

Penemuan itu dimulai pada tahun 1947 setelah dimulainya proyek pada tahun 1945 di laboratorium industri terbesar yang bernama Bell Laboratories. Penemunya adalah John Barden, William Shockley, dan Walter Brattain.

Setelah beberapa kali percobaan, akhirnya mereka mampu menghasilkan alat semikonduktor pertama yang diberi nama point-contact transistor pada tanggal 16 Desember 1947, pertama kali dibuat dari perpaduan foil emas dan lempengan germanium yang bisa digunakan untuk menghasilkan arus listrik lebih besar dari arus yang diterimanya.

Setelah itu, Shockley mengembangkannya dengan memperkerjakan insinyur dan fisikawan yang hebat di laboratorium yang didirikannya yakni Shockley Semiconductor. Namun, ada banyak karyawannya yang akhirnya keluar dan mendirikan perusahaan pembuat transistor sendiri. Sejak saat itulah alat semikonduktor itu terus menerus berevolusi sehingga ukurannya bisa semakin kecil dan semakin canggih. Nah, itulah alasan mengapa dari generasi ke generasi ukuran komputer bisa menyusut dan tidak terlalu memakan tempat.

Karakteristik Transistor

Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, transistor ini merupakan perangkat semikonduktor, sehingga perangkat elektronik ini memiliki karakteristik dari kedua jenis perangkat tersebut. Singkatnya, transistor memiliki tiga sifat:

Daerah potong (cut off)

Dioda emiter ini diberi prategangan mundur sehingga tidak terjadi pergerakan elektrok. Hal ini membuat arus basis, IB = 0. Begitu pula dengan arus kolektor, IC = 0, atau disebut ICEO (arus kolektor ke emiter dengan harga arus basis adalah 0).

Daerah saturasi

Dioda emiter diberi prategangan maju, sementara dioda kolektor diberi prategangan maju. Hal ini mengakibatkan arus kolektor, IC, akan mencapai harga maksimum, tanpa bergantung kepada arus basis, IB, dan BDC. Keadaan ini menyebabkan transistor menjadi komponen yang tidak dapat dikendalikan. Untuk menghindari ini, dioda kolektor diberi prategangan mundur, dengan tegangan melebihi VCE (sat) yakni tegangan yang menyebabkan dioda kolektor saturasi.

Daerah aktif

Dioda emiter diberi prategangan maju dan dioda kolketor diberi prategangan mundur.

Fungsi Transistor

1. Digunakan sebagai saklar

Saklar elektronika ternyata menggunakan transistor untuk mengontrol bias dari transistor hingga komponen ini menjadi jenuh yang akan menybabkan diperoleh hubungan antara emitor dan kaki kolektor. Ini juga berarti transistor berada dalam keadaan saturasi maka dari itu, trasistor  akan terlihat seperti saklat tertutup antara kolektor dan emiter.

Sementara, jika dalam keadaan cut off transistor akan terlihat seperti saklar terbuka. Arti cut off di sini yakti arus basis sama dengan nol, begitu pula dengan arus output pada kolektor yang juga nol, sedangkan tegangan pada kolektor maksimal atau sama dengan tegangan supply.

2. Digunakan sebagai penguat arus

Transistor mampu menguatkan arus listrik sehingga sering menjadi penguat arus. Alat yang satu ini digunakan untuk rangkaian catu daya agar tegangannya dapat diatur. Dalam keadaan ini, transistor pertama-tama harus dibias dengan tegangan konstan menggunakan dioda Zener. Dioda Zener adalah perangkat yang digunakan untuk mengontrol tegangan basis agar tetap konstan.

3. Alat penguat sinyal AC

Kebutuhan AC atau air conditioner ternyata tak jauh dari alat elektronika yang satu ini. Biasanya, alat eketronik ini akan digunakan dalam beberapa macam pembiasan basis sebagai alat penguat sinyal AC yang dibagi menjadi beberapa macam yakni penguat kelas A, penguat kelas B, penguat kelas AB, dan penguat kelas C.

Jenis-Jenis Transistor

Ternyata setiap transistor memiliki jenis yang berbeda-beda begitupula dengan cara kerjanya. Berikut ini beberapa jenis transistor yang perlu kamu ketahui :

1. Transistor Bipolar (BJT)

Kata “bi” sendiri berarti “dua” Jenis transistor yang pertama yakni transistor bipolar atau BJT. Transistor ini merupakan jenis transistor yang struktur serta prinsip kerjanya membutuhkan perpindahan muatan. Misalnya muatan elektron di kutub negatif yang beralih ke muatan elektron di kutub positif. Berikut ini jenis-jenis transistor iantaranya :

• Transistor NPN. Transistor NPN meruapakan jenis transistor bipolar yang memiliki tegangan positif dan arus listrik kecil pada terminal basis untuk mengendalikan aliran arus dan tegangan yang lebih besar dari kolektor ke emitor.
• Transistor PNP. Transistor PNP adalah jenis transistor yang berkebalikan dengan transistor NPN. Transistor yang satu ini memiliki tegangan negatif dan arus listrik kecil untuk mengendalikan aliran arus dan tegangan yang lebih besar dari emitor ke kolektor.

2. Field-Effect Transistor (FET)

Transistor Field Effect atau efek medan adalah transistor yang konduktifitasnya menggunakan listrik. Medan listrik sendiri artinya tegangan listrik yang berikan pada terminal gate (G) untuk mengendalikan aliran arus dan tegangan pada terminal Drain (D) ke terminal source (S). Transistor yang hanya bergantung pada satu pembawa muatam diberikan nama FET.

Apa saja Kategorinya?

Ternyata transistor ini terbagi menjadi beberapa kategori sebagai berikut :

1. Berdasarkan tipe

• UJT
• BJT
• JFET (Junction Field Effect Transistor)
• IGBT
• IGFET
• MONSET
• HBT
• MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect)
• MIDFET
• HEMT
• MESFET

2. Berdasarkan materi semikonduktornya :

• Germanium
• Silikon
• Gallium arsenide

3. Berdasarkan kemasan fisiknya :

• IC
• Trough hole metal
• Surface mount
• Trough hole plastic

4. Berdasarkan popularitasnya :

• PNP atau P-Channel
• NPN atau N-Channel

5. Berdasarkan maximum kapasitas daya :

• Low power
• Medium power
• High power

6. Berdasarkan aplikasinya :

• Amplifier
• Audio
• General purpose
• Tegangan tinggi

Bagaimana Cara Kerjanya?

Transistor merupakan alat elektronik yang merupakan perangkat non-linier sehingga memiliki empat cara kerja yang berbeda. Berikut beberapa cara kerjanya :

1. Saturasi

Saturasi merupakan kondisi dimana transistor berintak sebagai short circuit. Pada kondisi ini arus listrik mengalir bebas dari kolektor ke emitor.

2. Cut-off

Arus listrik bertindak sebagai opencircuit pada cara kerja cut-off. Kondisi cut off sendiri merupakan kondisi dimana sehingga tak ada lagi arus yang mengalir dari kolektor ke emitor.

3. Active (Forward-active)

Cara kerja active ini yaitu arus yang mengalur ke basis berbanding lurus dengan arus yang mengalir dari kolektor ke emitor.

4. Reverse-active

Pada metode yang satu ini arus yang mengalir sebanding dengan arus basis, namun mengalir secara terbalik sehingga arus mengalir dari emitor ke kolektor.

Nah, itulah sedikit penjelasan mengenai apa itu transistor, bagaimana sejarah penemuannya, karakteristiknya, cara kerjanya, apa saja fungsinya, dan kategorinya. Semoga bermanfaat.