Pengertian Mengenai Transistor

Dipublikasikan oleh Jovita Aurelia Sugihardja

04 Maret 2024, 07.46

Sumber: Wikipedia

Transistor adalah perangkat semikonduktor yang digunakan sebagai amplifier, saklar dan konektor arus, stabilisator tegangan dan konverter sinyal. Transistor dapat bertindak sebagai salah satu jenis arus listrik, memungkinkan listrik mengalir langsung melalui rangkaian elektronik berdasarkan arus masukan (BJT) dan tegangan masukan (FET).

Caranya, transistor memiliki tiga terminal . Basis (B), Emitor (E) dan Kolektor (C). Tegangan pada terminal, seperti kolektor, dapat digunakan untuk mengontrol arus dengan tegangan lebih tinggi dari arus basis (input), yaitu tegangan keluaran kolektor dan arus keluaran (versi).

Transisi sangat penting . . Hal ini penting dalam dunia elektronika modern, merupakan bagian yang penting. Di rangkaian analog, transistor digunakan dalam amplifier. Rangkaian analog terdiri dari speaker, sumber listrik yang stabil (tetap), dan penguat sinyal radio. Dalam rangkaian digital, transistor digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi. Transistor juga dapat diprogram untuk bertindak sebagai gerbang logika, memori, dan fungsi rangkaian lainnya.

 

Cara Kerja Semikonduktor

Transistor bekerja seperti tabung vakum. Keduanya mengontrol jumlah arus yang mengalir.

Untuk memahami cara kerja elektron, bayangkan segelas penuh air murni. Jika Anda memasang dua kapasitor di atasnya dan memberikan tegangan DC tepat di bawah tegangan listrik (sebelum air berubah menjadi hidrogen dan oksigen), air tidak akan mengalir karena tidak ada konduktor. harga dalam air Oleh karena itu, air murni disebut isolator. Jika kita menambahkan sedikit garam meja di sini, banyak operator gratis (operator seluler, ion) akan tercipta dan waktu akan mulai mengalir. Peningkatan konsentrasi garam akan meningkatkan konduktivitas, namun tidak signifikan. Karena tidak memiliki pembawa muatan, garam meja sendiri merupakan isolator.

Kulit murni juga merupakan isolator, namun kotoran kecil seperti arsenik dimasukkan melalui apa yang disebut doping. , suatu proses yang mengubah orientasi kristal silikon. . Sejumlah kecil arsenik yang tidak menghalangi aliran menyumbangkan elektron bebas, sehingga memungkinkan arus mengalir. Pasalnya, arsenik memiliki lima atom pada orbital terluarnya, sedangkan silikon hanya memiliki empat atom. Konduksi disebabkan oleh penambahan pembawa muatan bebas (akibat kelebihan elektron dari arsenik). Dalam hal ini, silikon tipe-n telah dibuat (n buruk karena pembawa muatan memiliki elektron negatif).

Anda juga dapat menggabungkan silikon dan boron untuk membuat semikonduktor tipe-n-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 dilihat 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) di mana 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. Pada logam, jumlah pembawa muatan sangat besar. Setiap atom membawa muatan. Untuk mengubah logam menjadi konduktor, perbedaan tegangan harus diterapkan untuk menghilangkan pembawa muatan. Pada logam, tekanan ini lebih besar daripada kemampuan penghancurannya. Namun semikonduktor hanya membawa satu muatan dari jutaan atomnya. Tegangan tinggi yang diperlukan untuk menghilangkan pembawa muatan di banyak semikonduktor dapat dicapai dengan mudah. Dengan kata lain, listrik dalam logam tidak dapat dimampatkan seperti air. Sedangkan pada semikonduktor, listrik ibarat gas inert. Semikonduktor yang didoping dapat diubah menjadi isolator, namun logam tidak bisa.

Gambar di atas menunjukkan bahwa pembawa muatan, yaitu elektron, adalah lubang atau, tetapi biasanya transistor bipolar mentransfer muatan ini melalui daerah penipisan. itu tugas operator. Daerah penipisan ini tercipta karena transistor menerima tegangan bias balik dari tegangan yang diberikan antara basis dan emitor. Tampaknya transistor dapat dibuat dengan menghubungkan dua dioda, namun transistor itu sendiri tidak dapat dibuat dengan menghubungkan dua dioda. Untuk membuat transistor, bagian-bagiannya harus dibuat dari sepotong kristal silikon, dengan sebuah daerah basis yang sangat tipis.

 

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.

Disebut Transistor bipolar 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 di mana 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.

 

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 frekuensi kerja: Low, Medium, atau High Frequency, RF transistor, Microwave, dan lain-lain

  • Aplikasi: Amplifier, Saklar, General Purpose, Audio, Tegangan Tinggi, dan lain-lain

 

BJT

Transistor pertemuan bipolar (BJT) adalah salah satu dari dua jenis transistor. Cara kerja BJT Anda dapat menganggapnya sebagai dua dioda dengan terminal positif atau negatif terhubung, jadi ada tiga terminal. Ketiga terminal tersebut adalah emitor (E), kolektor (C), dan basis (B).

Perubahan kecil arus pada terminal basis menyebabkan perubahan besar arus pada kolektor. Prinsip ini menjadi dasar penggunaan transistor sebagai penguat daya. Rasio arus di kolektor dengan arus di basis disebut β atau hFE. β transistor BJT adalah sekitar 100.

 

FET

FET dibagi menjadi dua kelompok: FET sambungan (JFET) dan FET gerbang sakelar (IGFET) dan FET oksida logam (konduktor atau) FET (MOSFET). Berbeda dengan IGFET, terminal gerbang JFET membentuk sambungan dengan saluran (elemen listrik antara sumber dan saluran). Secara fungsional, hal ini menjadikan JFET saluran-N sebagai versi tabung vakum solid-state, yang juga menciptakan dioda antara jaringan dan katoda. Selain itu, keduanya (JFET dan tabung vakum) beroperasi dalam "mode step-down", keduanya memiliki daya masukan yang tinggi dan menggerakkan arus di bawah tegangan masukan kontrol. Mode mengacu pada polaritas tegangan gerbang dibandingkan dengan sumber ketika FET menghantarkan listrik. Mengambil FET saluran-N sebagai contoh, dalam mode deplesi, gerbangnya negatif terhadap sumber, sedangkan dalam mode peningkatan, gerbangnya positif. Dalam kedua kasus tersebut, aliran arus antara sumber dan saluran pembuangan akan meningkat karena tegangan gerbang akan meningkat. Untuk FET saluran-P, semua polaritasnya terbalik. Kebanyakan IGFET adalah tipe mode peningkatan dan hampir semua JFET adalah tipe mode deplesi.

Disadur dari: https://id.wikipedia.org/wiki/Transistor