Mengenal Transistor

Advertisement

Transistor berasal dari kata “transist” yang berarti singgah-melewati.
Pada transistor terjadi pelewatan sinyal-sinyal di mana ketika berlalu melewatinya berubahlah sinyal-sinyal itu dalam levelnya, bentuknya atau dalam hal kedua-duanya (level dan bentuknya).
Yang cukup populer adalah bahwa kata transistor berasal dari kata "trans" dan "resistor", yang bermakna suatu alat/piranti pengalih atau perubah nilai resistansi dalam sirkit di mana terdapat tegangan dan arus.
Transistor dibuat dari bahan dasar yang bersifat semikonduktor, yaitu germanium atau silikon. Transistor lama lebih banyak dibuat dari bahan germanium sedangkan transistor-transistor modern lebih banyak menggunakan bahan silikon.
Lapisan-lapisan semikonduktor dari dua tipe disusun (dipertemukan) dengan pola sedemikian rupa di dalam konstruksi sebuah transistor, sehingga karenanya ada istilah “junction-transistor” (transistor-pertemuan).
Transistor mempunyai (setidaknya) tiga elektroda sambungan/kontak. Di dalam rangkaian-rangkaian elektronik transistor biasanya berfungsi sebagai penguat (amplifier), untuk fungsi pensaklaran (switching), atau pendeteksi (detector).

Sekarang ini, transistor telah menjadi piranti elektronik penting yang menggantikan peran tabung vakum di dalam rangkaian-rangkaian elektronik.
Keistimewaannya adalah ia beroperasi dalam tegangan atau daya yang lebih rendah dibandingkan dengan tabung vakum, bentuknya pun jauh lebih kecil.
Dalam perkembangannya peran transistor menjadi semakin lengkap dan meluas sehingga muncul jenis-jenis transistor baru dengan fungsi yang semakin baik dan semakin beragam.
Di antara transistor-transistor yang paling umum dan paling banyak digunakan adalah transistor bi-polar.

Transistor bi-polar

Disebut transistor bi-polar (dua kutub) karena proses kerja transistror ini melibatkan 'charge'/pengisian dua unsur, yaitu "elektron" dan "hole", tidak seperti transistor FET yang uni-polar yang hanya terjadi padanya charge elektron saja (pada type tertentu) atau hole saja (pada type lainnya).

Transistor bi-polar terdiri dari dua jenis, yaitu PNP dan NPN.
Pada transistor PNP, dua lapisan bahan semikonduktor (germanium atau silikon) tipe P (positif) mengapit selapisan bahan semikonduktor tipe N (negatif).
Satu lapisan semikonduktor tipe P itu terhubung dengan satu elektroda dan berfungsi sebagai kolektor (C), sedangkan satu lapisan lagi terhubung dengan satu elektroda dan berfungsi sebagai emitor (E). Lapisan semikonduktor tipe N terhubung dengan satu elektroda yang lainnya lagi dan berfungsi sebagai basis (B). Dengan demikian terdapat tiga elektroda sambungan/kontak pada transistor, yaitu kolektor, emitor dan basis.

Pada transistor NPN, dua lapisan bahan semikonduktor tipe N mengapit selapisan bahan semikonduktor tipe P. Satu lapisan tipe N terhubung dengan satu elektroda dan berfungsi sebagai kolektor, sedangkan satu lapisan tipe N yang lainnya terhubung dengan satu elektroda dan berfungsi sebagai emitor. Lapisan semikonduktor tipe P terhubung dengan satu elektroda dan berfungsi sebagai basis.

Pada pengoperasian transistor PNP, kolektor diberi tegangan negatif terhadap emitor, sedangkan pada transistor NPN kolektor diberi tegangan positif terhadap emitor.
Tegangan antara kolektor dengan emitor ini disebut VCE.
Basis transistor PNP diberi tegangan negatif terhadap emitor, sedangkan pada transistor NPN basis diberi tegangan positif terhadap emitor. Tegangan antara basis dengan emitor ini adalah tegangan maju, disebut VBE.
Besarnya VCE bisa variatif, tetapi tidak boleh melampaui tinggi VCEO yang telah ditetapkan oleh pabrik pembuat transistor yang bersangkutan. Setiap tipe transistor mempunyai ketentuan VCE maksimal yang bisa berbeda-beda.

Besar tegangan antara basis dengan emitor (VBE) adalah tetap dan tidak bisa lebih besar dari nilai tetapnya, yaitu sekitar 0,2V bagi transistor yang dibuat dari bahan germanium (transistor produksi lama) dan sekitar 0,6V bagi transistor yang dibuat dari bahan silikon.

Nama-nama transistor
Setiap tipe transistor yang dibuat mempunyai nama atau inisial tentangnya yang dinyatakan dalam huruf-huruf dan angka-angka.
Transistor Jepang mempunyai nama/inisial yang diawali dengan kode : 2SA, 2SB, 2SC, 2SD.
Angka 2 berarti transistor, dan huruf S adalah singkatan dari “semiconductor”. Kemudian setelah kode awal 2S ada huruf A, B, C, dan D.

Huruf A berarti : Transistor PNP frekwensi tinggi
Huruf B berarti : Transistor PNP frekwensi rendah
Huruf C berarti : Transistor NPN frekwensi tinggi
Huruf D berarti : Transistor NPN daya/frekwensi rendah.

Setelah itu ada tiga atau empat angka yang merupakan nomor seri transistor.
Contoh :
2SA101, 2SA671, adalah transistor PNP untuk frekwensi tinggi
2SD313, 2SD1603 adalah transistor NPN daya untuk frekwensi rendah.
Penyebutan untuk transistor-transistor itu seringkali disingkat saja, misalnya A101, A671, D313, D1603.

Transistor Amerika diawali dengan kode : 2N.
Angka 2 berarti transistor dan huruf N adalah singkatan dari “no-heating” yang mengandung maksud bahwa itu adalah transistor karena tidak memerlukan elemen pemanas (heating-elemen/heater), dan bukan bagian dari tabung vakum yang selalu mempunyai elemen pemanas.
Setelah itu terdapat beberapa angka yang merupakan nomor seri transistor.
Contoh : 2N307, 2N3569, 2N3055, 2N3771 dan lain-lain.
Pada transistor Amerika tidak terdapat kode yang menunjukkan jenis PNP atau NPN.
Untuk mengetahuinya perlu melihat kepada lembaran data transistor yang bersangkutan.

Transistor Eropa diawali dengan kode-kode huruf pertama dan huruf kedua.
Huruf pertama terdiri dari huruf A dan B, huruf kedua adalah C, D, F, L, S, dan U.

Huruf pertama mengindikasikan tentang bahan pembuatannya
A berarti : Germanium
B berarti : Silikon.
Huruf kedua mengindikasikan tentang kegunaan utamanya
C berarti transistor daya rendah atau transistor daya menengah untuk frekwensi rendah
D berarti transistor daya untuk frekwensi rendah
F berarti transistor daya rendah atau transistor daya menengah untuk frekwensi tinggi
L berarti transistor daya untuk frekwensi tinggi
S berarti transistor “switching”
U berarti transistor untuk penggunaan tegangan tinggi
Setelah kode dari dua huruf pertama terdapat angka-angka lanjutan yang merupakan nomor seri transistor.

Contoh :
AC127, AC178 adalah transistor germanium frekwensi rendah
AD161, AD162 adalah transistor daya germanium untuk frekwensi rendah
BC107, BC557 adalah transistor silikon frekwensi rendah
BD139, BD140 adalah transistor daya silikon untuk frekwensi rendah
BF199 adalah transistor silikon untuk frekwensi tinggi
BLW98 adalah transistor daya silikon untuk frekwensi tinggi
BSX87A adalah transistor “switching” silikon
BU208 adalah transistor silikon untuk tegangan tinggi.

Pada perkembangannya penamaan atau pemberian inisial pada transistor semakin bervariasi dan lebih mengarah kepada penamaan menurut perusahaan-perusahaan pembuat transistor. Muncullah nama-nama tipe transistor seperti : TIP41A, SE4010, NKT10419, ZTX314, ED1602, MPSA90 dan lain-lain.

Besaran-besaran dalam data karakteristik transistor
Setiap transistor mempunyai data yang memberikan gambaran tentang karakteristiknya. Data ini disertakan oleh pabrik atau perusahaan yang membuatnya sebagai keterangan atau patokan dasar berkaitan dengan penggunaan transistor tersebut di dalam rangkaian-rangkaian elektronik.
Di dalam data transistor itu disebutkan tentang besaran-besaran tertentu, di antaranya yang terpenting adalah : VCEO, IC, Pd max, fT, dan hFE.

VCEO, adalah tinggi tegangan maksimal antara kolektor dengan emitor dalam keadaan basis terbuka (tidak ada hubungan atau sambungan).
Tegangan kerja antara kolektor dan emitor yang diberikan kepada transistor harus berada di bawah angka VCEO.

IC, adalah besar arus maksimal yang mengalir pada kolektor.
Besar arus maksimal ini tidak boleh dilampaui, karena itu dalam penggunaan transistor besar arus kolektor harus disetel agar senantiasa berada di bawah IC.

Pd max, adalah disipasi daya maksimal transistor.
Daya yang dibebankan kepada transistor harus berada di bawah ketentuan Pd max ini.

fT, adalah frekwensi yang menjadi batasan kemampuan transistor dalam menanganinya.
Transistor tidak bisa digunakan sebagai penguat atau sebagai osilator pada frekwensi di atas fT.

hFE adalah faktor penguatan arus.
Penyetelan arus basis akan mempengaruhi besar arus pada kolektor transistor, sebab arus kolektor adalah arus basis dikalikan dengan hFE.

Ada sebagian transistor dengan nilai-nilai VCE, IC, Pd-max, fT, hFE tertentu diklasifikasikan sebagai transistor-transistor umum NPN dan PNP.
Tentang ini dapat dilihat ulasannya dalam : Transistor TUP dan TUN .

Susunan elektroda transistor
Transistor mempunyai bentuk yang bermacam-macam dan susunan elektroda (kaki-kaki) transistor pun bermacam-macam pula. Di antaranya yang paling umum adalah :



Gambar (a) adalah untuk tipe transistor-transistor lama seperti : A101, B178, AC127, AC178, 2N207 dan lain-lain atau yang berbentuk serupa dengan itu.
Gambar (b) adalah untuk tipe BC107, BC108, BC109 dan lain-lain yang berbentuk serupa dengan itu.
Gambar (c) adalah untuk tipe A1027, C458 (produksi lama) dan lain-lain atau yang berbentuk serupa dengan itu.
Gambar (d) adalah untuk tipe SE4010, ED1402, ED1406 dan lain-lain atau yang berbentuk serupa dengan itu.
Gambar (e) adalah untuk tipe A733, A643, A844, A1015, C828, C829, C930, C945, C1815.
Hampir semua transistor Jepang yang berbentuk serupa dengan itu mempunyai susunan kaki-kaki elektroda yang sedemikian.
Gambar (f) adalah untuk tipe BC237, BC547, BC548, BC557, BC558, BC560 dan lain-lain.
Hampir semua transistor Eropa dengan inisial awal BC atau BF yang berbentuk serupa dengan itu mempunyai susunan kaki-kaki elektroda yang sedemikian.
Gambar (g) adalah untuk tipe 2N3569, 2N4355, 2N2222, FCS9011, FCS9012, FCS9013 dan lain-lain.
Hampir semua transistor Amerika dengan inisial awal 2N, MPS atau MPSA, dan FCS yang berbentuk serupa dengan itu mempunyai susunan kaki-kaki elektroda sedemikian.
Gambar (h) adalah untuk tipe A715, C1162, BD135, BD139, BD140 dan lain-lain.
Semua transistor Jepang, Eropa dan Amerika yang berbentuk serupa dengan itu mempunyai susunan kaki-kaki elektroda sedemikian, kecuali beberapa jenis yang diproduksi oleh China.
Gambar (i) adalah untuk tipe A670, C1061, B507, D313, TIP31, TIP41, MJE13007 dan lain-lain.
Semua transistor Jepang, Eropa dan Amerika yang berbentuk serupa dengan itu mempunyai susunan kaki-kaki elektroda sedemikian.
Gambar (j) dan (k) adalah untuk tipe A1106, B688, C2581, D718, TIP2955, TIP3055 dan lain-lain.
Semua transistor Jepang, Eropa dan Amerika yang berbentuk serupa dengan itu mempunyai susunan kaki-kaki elektroda sedemikian.
Gambar (l) adalah untuk tipe C1080, 2N3055, 2N3771, BU208, MJ15004 dan lain-lain.
Semua transistor Jepang, Eropa dan Amerika yang berbentuk serupa dengan itu mempunyai susunan kaki-kaki elektroda sedemikian.
Gambar (m) adalah untuk tipe A1216, B755, D845, C2922 dan lain-lain atau yang berbentuk serupa dengan itu.

Pelajaran audio-visual tentang transistor dapat juga diikuti di sini : Mengenal Transistor

Selanjutnya : Jenis-jenis transistor

Happy learning!