Transistor: Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
Tidak ada ringkasan suntingan |
mengurangi pemakaian istilah bahasa asing yang sudah memiliki padanan dalam bahasa Indonesia |
||
| (201 revisi antara oleh lebih dari 100 100 pengguna tak ditampilkan) | |||
Baris 1:
'''Transistor''' adalah [[alat semikonduktor]] yang dipakai sebagai penguat,
[[Berkas:Transistor-photo.JPG|ka|jmpl|250px|Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur [[sentimeter]])]]
Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern. Dalam rangkaian-rangkaian [[digital]], transistor digunakan sebagai [[saklar]] berkecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai '''logic gate''', memori, dan komponen-komponen lainnya. Sedangkan dalam rangkaian-rangkaian [[analog]], transistor digunakan sebagai penguat.▼
Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal, yaitu Basis (B), Emitor (E) dan Kolektor (C). Tegangan yang di satu terminalnya misalnya Emitor dapat dipakai untuk mengatur arus dan tegangan yang lebih besar daripada arus input (Masukan) Basis, yaitu pada keluaran tegangan dan arus output (keluaran) dari Kolektor.
== Cara Kerja Transistor ==▼
▲Transistor
== Cara kerja semikonduktor ==
BJT (Bipolar Junction Transistor) adalah salah satu dari dua jenis transistor. Cara kerja BJT dapat dibayangkan sebagai dua dioda yang terminal positif atau negatifnya berdempet, sehingga ada tiga terminal. Ketiga terminal tersebut adalah emiter (E), kolektor (C), dan basis (B).▼
Pada dasarnya, transistor dan tabung vakum memiliki fungsi yang serupa; keduanya mengatur jumlah aliran arus listrik.
Untuk mengerti cara kerja [[semikonduktor]], misalkan sebuah gelas berisi air murni. Jika sepasang konduktor dimasukan kedalamnya, dan diberikan tegangan DC tepat di bawah tegangan [[elektrolisis]] (sebelum air berubah menjadi [[hidrogen]] dan [[oksigen]]), tidak akan ada arus mengalir karena air tidak memiliki pembawa muatan (charge carriers). Sehingga, air murni dianggap sebagai [[isolator]]. Jika sedikit garam dapur dimasukan ke dalamnya, konduksi arus akan mulai mengalir, karena sejumlah pembawa muatan bebas (mobile carriers, [[ion]]) terbentuk. Menaikan konsentrasi garam akan meningkatkan konduksi, tetapi tidak banyak. Garam dapur sendiri adalah non-konduktor ([[isolator]]), karena pembawa muatanya tidak bebas.
Perubahan arus listrik dalam jumlah kecil pada terminal basis dapat 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 &beta. &beta biasanya berkisar sekitar 100 untuk transistor-transisor BJT.▼
[[Silikon]] murni sendiri adalah sebuah isolator, tetapi jika sedikit pencemar ditambahkan, seperti [[arsenik]], dengan sebuah proses yang dinamakan doping, dalam jumlah yang cukup kecil sehingga tidak mengacaukan tata letak kristal silikon, Arsenik akan memberikan [[elektron]] bebas dan hasilnya memungkinkan terjadinya konduksi arus listrik. Ini karena arsenik memiliki 5 atom di orbit terluarnya, sedangkan silikon hanya 4. Konduksi terjadi karena pembawa muatan bebas telah ditambahkan (oleh kelebihan elektron dari Arsenik). Dalam kasus ini, sebuah Silikon tipe-n (n untuk negatif, karena pembawa muatannya adalah elektron yang bermuatan negatif) telah terbentuk.
Selain dari itu, silikon dapat dicampur dengan [[boron]] untuk membuat semikonduktor tipe-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. Dalam sebuah metal, populasi pembawa muatan adalah 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 mampu menghancurkannya. Namun, dalam sebuah semikonduktor hanya ada satu pembawa muatan dalam beberapa juta atom. Jumlah tegangan yang diperlukan untuk menyapu pembawa muatan dalam sejumlah besar semikonduktor dapat dicapai dengan mudah. Dengan kata lain, listrik di dalam metal adalah inkompresible (tidak bisa dimampatkan), seperti fluida. Sedangkan dalam semikonduktor, listrik bersifat seperti gas yang bisa dimampatkan. Semikonduktor dengan doping dapat diubah menjadi isolator, sedangkan metal tidak.
Gambaran di atas menjelaskan konduksi disebabkan oleh pembawa muatan, yaitu elektron atau lubang, tetapi dasarnya transistor bipolar adalah aksi kegiatan dari pembawa muatan tersebut untuk menyebrangi daerah depletion zone. Depletion zone ini terbentuk karena transistor tersebut diberikan tegangan bias terbalik, oleh tegangan yang diberikan di antara basis dan emiter. Walau transistor terlihat seperti dibentuk oleh dua diode yang disambungkan, sebuah transistor sendiri tidak bisa dibuat dengan menyambungkan dua diode. Untuk membuat transistor, bagian-bagiannya harus dibuat dari sepotong kristal silikon, dengan sebuah daerah basis yang sangat tipis.
Dari banyak tipe-tipe transistor modern, pada awalnya ada dua tipe dasar transistor, [[Transistor sambungan dwikutub|bipolar junction transistor]] (BJT atau transistor bipolar) dan [[Transistor efek–medan|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 ==
{{float_begin|side=right}}
|- align = "center"
| [[Berkas:BJT symbol PNP.svg|45px]] || PNP || [[Berkas:JFET symbol P.png]] || P-channel
|- align = "center"
| [[Berkas:BJT symbol NPN.svg|45px]] || NPN || [[Berkas:JFET symbol N.png]] || N-channel
|- align = "center"
| BJT || || JFET ||
{{float_end|caption=Simbol Transistor dari Berbagai Tipe}}
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]], [[Transistor Bipolar|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 Bipolar|BJT]] (Bipolar Junction Transistor) adalah salah satu dari dua jenis transistor. Cara kerja BJT dapat dibayangkan sebagai dua
▲Perubahan arus listrik dalam jumlah kecil pada terminal basis dapat 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
=== FET ===
[[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 [[diode]] dengan kanal (materi semikonduktor antara Source dan Drain). Secara fungsinya, ini membuat N-channel JFET menjadi sebuah versi solid-state dari tabung vakum, yang juga membentuk sebuah diode antara [[grid]] dan [[katode]]. Dan juga, keduanya (JFET dan tabung vakum) bekerja di "depletion mode", keduanya memiliki impedansi input tinggi, dan keduanya menghantarkan arus listrik di bawah kontrol tegangan input.
FET lebih jauh lagi dibagi menjadi tipe '''enhancement mode''' dan '''depletion mode'''. Mode menandakan polaritas dari tegangan gate dibandingkan dengan source saat FET menghantarkan listrik. Jika kita ambil N-channel FET sebagai contoh: dalam depletion mode, gate adalah negatif dibandingkan dengan source, sedangkan dalam enhancement mode, gate adalah positif. Untuk kedua mode, jika tegangan gate dibuat lebih positif, aliran arus di antara source dan drain akan meningkat. Untuk P-channel FET, polaritas-polaritas semua dibalik. Sebagian besar IGFET adalah tipe enhancement mode, dan hampir semua JFET adalah tipe depletion mode.
{{
{{komponen elektronika}}
== Pranala luar ==
* {{id}} [http://www.infoservicetv.com/transistor-sebagai-saklar.html Transistor Sebagai Saklar]
* {{id}} [http://www.infoservicetv.com/transistor-sebagai-penguat.html Transistor Sebagai Penguat]
▲[[ca:Transistor]]
| |||