Transistor

Transistor merupakan peralatan yang mempunyai tiga lapis N-P-N atau P-N-P. dalam rentang operasi, arus kolektor I_C merupakan fungsi daria arus basis I_B. perubahan pada arus basis I_B memberikan perubahan yang diperkuat pada arus kolektor untuk tegangan emitor-kolektor V_CE yang diberikan. Perbandingan kedua arus ini dalam orde 15 sampai 100.

Simbol untuk transistor dapat dilihat pada Gambar 1. Sedangkan untuk karakteristik transistor dapat dilihat pada gambar 2.

Gambar 1. Simbol ransistor

Gambar 2. Karakteristik transistor

Salah satu cara pemberian tegangan kerja dari transistor dapat dilakukan seperti pada Gambar 3. Jika digunakan untuk jenis NPN, maka tegangan V_cc -nya positif, sedangkan untuk jenis PNP tegangannya negatif.

Gambar 3. Rangkaian transistor

Arus I_B (misalnya I_b 1) yang diberikan dengan mengatur V_B akan memberikan titik kerja pada transistor. Pada saat itu transistor akan menghasilkan arus kolektor (I_C) sebesar I_C dan tegangan V_CE sebesar V_CE 1. Titik Q (titik kerja transistor) dapat diperoleh dari persamaan sebagai berikut :

Persamaan garis beban = Y = V_CE = V_CC – I_C x R_L

Jadi untuk I_C = 0, maka V_CE = V_CC dan untuk V_CE = 0, maka diperoleh I_C = V_CC/R_L

Apabila harga-harga untuk I_C dan I_CE sudah diperoleh, maka dengan menggunakan karakteristik transistor yang bersangkutan, akan diperoleh titik kerja transistor atau titik Q.

Pada umumnya transistor berfungsi sebagai suhu switching (kontak on-off). adapun transistor yang berfungsi sebagai switching ini selalu berada pada daerah jenuh (saturasi) dan daerah cut off (bagian yang diarsir pada Gambar 2). Transistor dapat bekerja pada daerah jenuh dan daerah cut off –nya dengan cara melakukan pengaturan tegangan V_B dan rangkaian pada basisnya (tahanan R_B) dan juga tahanan bebannya (R_L). Untuk mendapatkan on-off yang bergantian dengan periode tertentu dapat dilakukan dengan memberikan tegangan V_B yang berupa pulsa, seperti pada Gambar 4.

Gambar 4. Pulsa trigger dan tegangan output V_CE

Apabila V_B = 0, maka transistor off (cut off), sedangkan V_B = V₁ dan dengan mengatur R_B dan R₁ sedemikian rupa, sehingga menghasilkan menghasilkan arus I_B yang akan menyebabkan transistor dalam keadaan jenuh. Pada keadaan ini V_CE adalah kira-kira sama dengan nol (V_sat = 0.2 Volt). Bentuk output V_CE yang terjadi pada Gambar 4. Penjelasannya adalah sebagai berikut (lihat Gambar 3 dan Gambar 4) :

Pada kondisi V_B = 0, harga I_C = 0, dan berdasarkan persamaan loop :

V_CC + I_C R₁ + V_CE = 0, dihasilkan V_CE = +V_CC

Pada kondisi V_B = V₁, harga V_CE = 0 dan I_V = I saturasi

Untuk mendapatkan arus I_C, (I saturasi) yang cukup besar pada rangkaian switching ini, umumnya R_L didisain sedemikian rupa sehingga R_L mempunyai tahanan yang kecil.