Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)
Pada umumnya, transistor mempunyai 3 terminal. Tegangan atau arus yang dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2 terminal lainnya. Transistor yakni 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 sanggup dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate, memori, dan komponen-komponen lainnya.
Cara kerja semikonduktor
Pada dasarnya, transistor dan tabung vakum mempunyai fungsi yang serupa; keduanya mengatur jumlah fatwa arus listrik.
Untuk mengerti cara kerja semikonduktor, misalkan sebuah gelas berisi air murni. Jika sepasang konduktor dimasukan kedalamnya, dan diberikan tegangan DC sempurna dibawah tegangan elektrolisis (sebelum air bermetamorfosis Hidrogen dan Oksigen), tidak akan ada arus mengalir lantaran air tidak mempunyai pembawa muatan (charge carriers). Sehingga, air murni dianggap sebagai isolator. Jika sedikit garam dapur dimasukan ke dalamnya, konduksi arus akan mulai mengalir, lantaran sejumlah pembawa muatan bebas (mobile carriers, ion) terbentuk. Menaikan konsentrasi garam akan meningkatkan konduksi, namun tidak banyak. Garam dapur sendiri yakni non-konduktor (isolator), lantaran pembawa muatanya tidak bebas.
Silikon murni sendiri yakni sebuah isolator, namun kalau sedikit pencemar ditambahkan, menyerupai Arsenik, dengan sebuah proses yang dinamakan doping, dalam jumlah yang cukup kecil sehingga tidak mengacaukan tata letak kristal silikon, Arsenik akan memperlihatkan elektron bebas dan akhirnya memungkinkan terjadinya konduksi arus listrik. Ini lantaran Arsenik mempunyai 5 atom di orbit terluarnya, sedangkan Silikon hanya 4. Konduksi terjadi lantaran pembawa muatan bebas telah ditambahkan (oleh kelebihan elektron dari Arsenik). Dalam kasus ini, sebuah Silikon tipe-n (n untuk negatif, lantaran pembawa muatannya yakni elektron yang bermuatan negatif) telah terbentuk.
Selain dari itu, silikon sanggup dicampur dengan Boron untuk menciptakan semikonduktor tipe-p. Karena Boron hanya mempunyai 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 menciptakan pembawa muatan kasatmata (hole).
Dapat disimak 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) dimana 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), lantaran 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, kawasan terminal emiter mempunyai jumlah doping yang lebih besar dibandingkan dengan terminal basis. Rasio perbandingan antara doping emiter dan basis yakni satu dari banyak faktor yang memilih sifat penguatan arus (current gain) dari transistor tersebut.
Jumlah doping yang diharapkan sebuah semikonduktor yakni sangat kecil, dalam ukuran satu berbanding seratus juta, dan ini menjadi kunci dalam keberhasilan semikonduktor. Dalam sebuah metal, populasi pembawa muatan yakni sangat tinggi; satu pembawa muatan untuk setiap atom. Dalam metal, untuk mengubah metal menjadi isolator, pembawa muatan harus disapu dengan memasang suatu beda tegangan. Dalam metal, tegangan ini sangat tinggi, jauh lebih tinggi dari yang bisa menghancurkannya. Namun, dalam sebuah semikonduktor hanya ada satu pembawa muatan dalam beberapa juta atom. Jumlah tegangan yang diharapkan untuk menyapu pembawa muatan dalam sejumlah besar semikonduktor sanggup dicapai dengan mudah. Dengan kata lain, listrik di dalam metal yakni inkompresible (tidak bisa dimampatkan), menyerupai fluida. Sedangkan dalam semikonduktor, listrik bersifat menyerupai gas yang bisa dimampatkan. Semikonduktor dengan doping sanggup dirubah menjadi isolator, sedangkan metal tidak.
Gambaran di atas menjelaskan konduksi disebabkan oleh pembawa muatan, yaitu elektron atau lubang, namun dasarnya transistor bipolar yakni agresi acara dari pembawa muatan tersebut untuk menyebrangi kawasan depletion zone. Depletion zone ini terbentuk lantaran transistor tersebut diberikan tegangan bias terbalik, oleh tegangan yang diberikan di antara basis dan emiter. Walau transistor terlihat menyerupai dibuat oleh dua diode yang disambungkan, sebuah transistor sendiri tidak bisa dibuat dengan menyambungkan dua diode. Untuk menciptakan transistor, bagian-bagiannya harus dibuat dari sepotong kristal silikon, dengan sebuah kawasan 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.
Transistor bipolar dinamakan demikian lantaran saluran konduksi utamanya memakai 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 sanggup diatur dengan kecepatan tinggi dengan tujuan untuk mengatur fatwa arus utama tersebut.
FET (juga dinamakan transistor unipolar) hanya memakai satu jenis pembawa muatan (elektron atau hole, tergantung dari tipe FET). Dalam FET, arus listrik utama mengalir dalam satu saluran konduksi sempit dengan depletion zone di kedua sisinya (dibandingkan dengan transistor bipolar dimana kawasan Basis memotong arah arus listrik utama). Dan ketebalan dari kawasan perbatasan ini sanggup dirubah dengan perubahan tegangan yang diberikan, untuk mengubah ketebalan saluran konduksi tersebut. Lihat artikel untuk masing-masing tipe untuk klarifikasi yang lebih lanjut.
Jenis-jenis transistor
PNP
P-channel
NPN
N-channelBJTJFET Simbol Transistor dari Berbagai Tipe
Secara umum, transistor sanggup dibeda-bedakan menurut 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 (Bipolar Junction Transistor) yakni salah satu dari dua jenis transistor. Cara kerja BJT sanggup dibayangkan sebagai dua dioda yang terminal kasatmata atau negatifnya berdempet, sehingga ada tiga terminal. Ketiga terminal tersebut yakni emiter (E), kolektor (C), dan basis (B).
Perubahan arus listrik dalam jumlah kecil pada terminal basis sanggup 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 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 saluran (materi semikonduktor antara Source dan Drain). Secara fungsinya, ini menciptakan 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 mempunyai 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 menunjukan polaritas dari tegangan gate dibandingkan dengan source dikala FET menghantarkan listrik. Jika kita ambil N-channel FET sebagai contoh: dalam depletion mode, gate yakni negatif dibandingkan dengan source, sedangkan dalam enhancement mode, gate yakni positif. Untuk kedua mode, kalau tegangan gate dibuat lebih positif, fatwa arus di antara source dan drain akan meningkat. Untuk P-channel FET, polaritas-polaritas semua dibalik. Sebagian besar IGFET yakni tipe enhancement mode, dan hampir semua JFET yakni tipe depletion mode.
http://wikipedia.com Sumber http://www.arjunservice.net
EmoticonEmoticon