Daftar isi
Sejarah transistor berawal di tahun 1974, tiga ilmuwan fisika bernama John Bardeen, Walter Brattain, dan William Shockley menemukan transistor jenis bipolar dan mendapatkan Nobel Fisika di tahun 1956 atas penemuannya.
Namun sebenarnya, di tahun 1925, seorang fisikawan Jerman, Julius Edgar menciptakan transistor jenis Field Effect, sayangnya penemuannya tidak dipublikasikan.
Sejak saat itu perangkat elektronik mulai dapat dirancang dengan ukuran yang lebih kecil dan mudah dibawa (portable). Saat ini kita sudah dapat memanen hasil dari penemuan tersebut dengan menikmati kehidupan yang lebih mudah karena peralatan elektronik yang membantu keseharian kita.
Apa itu transistor? dan mengapa menjadi komponen yang penting pada rangkaian elektronika? Berikut penjelasan lengkapnya.
Pengertian Transistor
Transistor merupakan salah satu komponen semikonduktor yang punya banyak fungsi bagi rangkaian elektronika. Peralatan atau perangkat elektronika yang menggunakan transitor antara lain televisi, handphone, komputer, Audio Player, Video player, konsol gim dan masih banyak lagi.
Hal ini karena transistor merupakan komponen yang memiliki banyak fungsi yang dapat disesuaikan dengan kebutuhan perangkat elektronik. Transistor merupakan komponen yang terbuat dari bahan semikonduktor dan memiliki 3 kaki yaitu basis, kolektor dan emitor.
Transistor adalah komponen elektronika aktif yang banyak digunakan baik pada rangkaian elektronika yang rumit maupun yang sederhana. Bahan yang digunakan adalah bahan semikonduktor seperti germanium, silikon dan gallium Arsenide.
Fungsi transistor secara umum adalah memperkuat arus listrik yang menuju ke sebuah rangkaian elektronika, bisa dikatakan transistor adalah kebalikan resistor. Fungsi transistor tak hanya sekedar memperkuat arus listrik, namun banyak juga difungsikan sebagai saklar.
Fungsi Transistor
Transistor terbagi atas dua jenis, yaitu Transistor Bipolar (BJT) dan Field Effect Transistor (FET). Berikut adalah beberapa fungsi dari transistor.
- Berfungsi Sebagai Saklar
Transistor membutuhkan pemicu agar arus dapat mengalir, pemicu tersebut merupakan arus pada basis. Jika basis dialiri oleh arus minimal, maka kaki emitor-kolektor akan berfungsi dan saklar akan menutup. Saat saklar menutup, arus akan mengalir sehingga lampu menyala. - Penguat Arus
Jenis transistor BJT berfungsi sebagai penguat arus, arus kecil pada basis akan berubah besar pada kolektor. Hal ini disebabkan transistor memiliki indikator Hfe atau penguatan pada tiap transistor dengan nilai yang berbeda-beda. Contohnya suatu transistor memiliki Hfe 100, ketika arus mengalir pada basis sebesar 0,6 ampere maka arus akan mengalir ke kolektor menjadi 6 ampere. - Sebagai Penguat Amplifier Sinyal
Amplifier merupakan rangkaian yang dipakai untuk mengkonversi sinyal yang berukuran kecil agar menjadi sinyal berukuran besar dan sinyal tersebut amplitudonya dibesarkan. Misalnya saja pada mikrofon yang mengubah energi suara ke nergi listrik. - Fungsi Transistor Sebagai Gerbang Logika
Fungsi ini adalah fungsi dasar sebuah rangkaian digital. Gerbang logika terdapat di dalam rangkaian elektronika digital seperti komputer, RAM, CPU, ke dua komponen tersebut didalamnya terdiri dari berjuta-juta gerbang logika. Gerbang logika ini terbuat dari transistor, jenis konfigurasi pada elektronik digital antara lain gerbang AND, gerbang NAND, gerbang NOR, gerbang, OR dan gerbang NOT. - Sebagai Pembangkit Sinyal (osilator)
Osilator adalah rangkaian elektronika yang bisa menghasilkan sinyal melalui amplitudo dan frekuensi tertentu. Cara kerja yang digunakan untuk membuat getaran frekuensi yaitu dengan memadukan induktor, resistor dan kapasitor, ketiganya akan menghasilkan resonansi tertentu. Selain LRC, transistor aktif juga dibutuhkan juga untuk membangkitkan frekuensi. Kegunaan osilator di rangkaian elektronika bermacam-macam, tergantung tujuan frekuensinya untuk apa, misalnya saja untuk radio, audio atau power supply swutching sebagai osilator.
Cara Kerja Transistor
Semua komponen semikonduktor mempunyai tingkat konduktivitas listrik yang rendah, namun bahan impuritas yang diberikan pada komponen (doping) dapat meningkatkan konduktivitas semikonduktor secara signifikan.
Transistor terdiri atas 4 buah atom yang berdektan dan diantara keempat atom tersebut terikat oleh elektron. Fungsi elektron tersebut untuk mengikat elektron-elektron yang ada di dalam atom lain yang berdekatan. Elektron tersebut disebut dengan pita valensi.
Supaya atom-atom tersebut bisa menyerap energi serta menyalurkannya dan supaya semikonduktor bisa menghantarkan listrik, elektron-elektron tersebut harus menyerap energi dan menjadi elektron bebas.
Jenis Transistor
Transistor terbagi atas 2 jenis yaitu Transistor Bipolar dan Transistor Efek Medan atau Field Effect Transistor. Perbedaannya terdapat pada bias input atau output yang digunakannya.
Transistor Bipolar
Transistor bipolar (BJT) adalah transistor yang prinsip kerjanya membutuhkan perpindahan muatan, yaitu elektron yag terdapat di kutub negatif untuk mengisi kekurangan elektron pada kutub positif.
Jenis-jenis transistor bipolar antara lain transistor NPN dan transistor PNP. Transistor NPN menggunakan arus listrik kecil dan tegangan positif di terminal basis yang digunakan untuk mengendalikan aliran arus dan tegangan yang muatannya lebih besar dan mengalir dari kolektor ke emitor.
Sedangkan transistor PNP memakai arus listrik kecil dan tegangan negatif di terminal basis yang digunakan untuk mengendalikan aliran arus serta tegangan yang lebih besar yang berasal dari emitor menuju kolektor.
Transistor Efek Medan
Transistor ini dikenal juga dengan sebutan Field Effect Transistor (FET), menggunakan listrik untuk mengendalikan konduktivitasnya. Medan listrik atau tegangan listrik ini diberikan ke terminal Gate (G), tujuannya agar mengendalikan aliran arus serta tegangan do terminal Drain (D) menuju terminal Source (S).
Transistor jenis ini biasanya disebut juga dengan transistor Unipolar, hal ini disebabkan cara kerjanya tergantung pada salah satu muatan pembawa, baik itu elektron maupaun hole.
Jenis-jenis Transistor Efek Medan ini ada 3 jenis yaitu Junction Field Effect Transistor (JFET), Metal Oxide Semikonductor Field Effect Transistor (MOSFET) dan Uni Junction Transistor (UJT).
Contoh Transistor
Transistor memiliki banyak fungsi, dan fungsi tersebut pada akhirnya banyak diaplikasikan pada rangkaian elektronika yang menjadi benda yang bermanfaat di keseharian kita. Berikut contoh transistor yang banyak ditemui di sekitar kita.
- Saklar LED
LED seringkali dipasang dengan rangkaian paralelt, contohnya pada rangkaian running LED yang butuh LED dalam jumlah banyak. Transistor berperan sebagai saklar dan sebagai penguat tegangan. - Transistor Sepeda Motor
Penggunaan transistor di kelistrikan sepeda motor terdapat di dalam rangkaian sistem pengapian semi transistor dan full transistor, misalnya juga terdapat di dalam sistem tanda belok. Sistem pengisiannya menggunakan pengaturan tegangan secara elektronik.
Perbedaan Transistor dan Mosfet
Mosfet atau singkatan dari Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor, merupakan komponen semikonduktor yang digunakan sebagai penguat sinyal di dalam sebuah perangkat elektronik. Mosfet merupakan inti sebuah IC dan didisain dengan bentuk sangat kecil atau single chip. Mosfet memiliki 4 gerbang terminal yaitu Source (S), Gate (G), Drain (D) dan Body(B).
Mosfet menggunakan isolator yang terletak di antara gate dan kanal, disinilah perbedaan mosfet dengan transistor. Sedangkan transistor memerlukan elektron di kutub negatif untuk mengisi kutub positif yang memiliki sedikit elektron atau hole.
Contoh Soal Transistor
1. Transistor memiliki 3 kaki basis atau terminal yang dihubungkan dengan sirkuit. Bagaimana prinsip kerja transistor pada rangkaian elektronika?
Jawab:
Prinsip kerjanya, transistor diaplikasikan dengan memberi tegangan atau arus listrik pada kedua kaki terminal untuk mengatur arus listrik yang mengalir melalui terminal yang lain.
2. Jelaskan bagaimana cara kerja transistor yang berfungsi sebagai saklar? Baik yang PNP maupun NPN
Jawab:
Dengan transistor PNP atau NPN dapat menjadi saklar elektronik. PNP, transistor akan aktif atau ON jika basis diberi negatif dan menjadi OFF jika positif, hal yang sebaliknya untuk transistor NPN.