Ini adalah transistor, yang merupakan salah satu perangkat elektronika paling penting yang pernah ada. Kita akan mempelajari cara kerjanya secara detail dalam tulisan kali ini. Transistor datang dalam berbagai bentuk dan ukuran, ada dua tipe utama : bipolar / BJT dan efek medan / FET. Untuk lebih mudahnya sebagian besar tulisan ini fokus pada versi transistor bipolar.
Transistor adalah komponen elektronik mungil dengan dua fungsi utama yaitu dapat bertindak sebagai sakelar untuk mengontrol sirkuit dan dapat juga memperkuat sinyal kecil. Transistor daya rendah tertutup dalam sebuah kotak resin untuk membantu melindungi bagian internal, tetapi transistor dengan daya yang lebih tinggi akan memiliki casing yg sebagian terbuat dari logam yang digunakan untuk membantu menghilangkan panas yang ada dihasilkan, karena panas ini akan merusak komponen seiring waktu. Kita biasanya menemukan lempengan logam pada transistor, disebut sebagai heatsink, yang membantu menghilangkan panas yang tidak diinginkan.
Misalnya di dalam power suply dc, memiliki beberapa transistor MOSFET yang dipasang ke unit pendingin yang sangat besar. Tanpa heatsink komponen dengan cepat mencapai 45 derajat celsius atau 113 derajat fahrenheit dengan arus hanya sebesar 1.2 amp.
Tapi untuk sirkuit elektronik dengan pemakaian arus kecil, kita bisa menggunakan transistor dengan bungkus resin yang tidak membutuhkan heatsink pada body transistor.
Kita akan selalu menemukan beberapa teks seperti pada gambar, ini akan memberi tahu jenis dari komponen tersebut, sehingga kita dapat gunakan untuk menemukan file data sheet atau lembar data pabrikan dari setiap transistor. Salah satu karakteristik yang ada dalam datasheet adalah dapat transistor hanya mampu menangani batas tegangan dan arus dengan tingkat tertentu, jadi penting untuk memeriksa lembaran datasheet ini.
Transistor memiliki tiga pin yang berlabel E, B dan C ini singkatan dari Emitor, Basis dan Colector, dengan ciri khas pada transistor tipe berbadan resin ini, memiliki bagian sisi rata yang berisikan tulisan. Kini kita bisa tentukan pin paling kiri adalah emitor, di tengah adalah basisnya dan pin paling kanan adalah kolektor. Namun tidak semua transistor menggunakan konfigurasi ini, jadi periksa data pabrikan / datasheet untuk mengetahui pin sebenarya.
Kita tahu bahwa jika kita menghubungkan bola lampu ke baterai, maka nyala lampu akan menerangi kita. Juga dapat dipasang saklar ke sirkuit seperti gambar diatas dan kita dapat mengontrol nyala lampu dengan menghentikan catu daya, akan tetapi ini membutuhkan interaksi manusia untuk mengendalikan sakelar dengan jari. Jadi bagaimana kita bisa meng-otomatiskan sakelar ini ?
Untuk itu kita dapat menggunakan fungsi transistor sebagai sakelar. Transistor ini menghalangi aliran listrik saat basis tanpa input tegangan, jadi lampunya mati. Tapi kalau kita sediakan tegangan kecil ke pin basis yg di tengah itu, akan menyebabkan transistor untuk mulai membiarkan arus mengalir di sirkuit utama, jadi lampu menyala. Kita bisa tempatkan sebuah saklar pada pin pengontrol untuk mengoperasikannya dari jarak jauh atau kita dapat menempatkan sensor seperti gambar diatas untuk meng-otomatiskan kontrolnya. Biasanya kita perlu menerapkan setidaknya 0,6 s/d 0,7 volt ke pin basis transistor untuk menyalakannya.
Contoh berikut kita gunakan transistor sederhana pada sirkuit yg memiliki led merah dan catu daya 9 volt. Pada sirkuit ini pin basis terhubung ke dc power supply dan diagram sirkuit terlihat seperti gambar diatas.
Saat suplai tegangan ke pin basis adalah 0,5 volt maka transistor mati jadi led juga mati.
Pada tegangan basis 0.6 volt transistor menyala tetapi tidak sepenuhnya dan led redup karena transistor belum membiarkan arus penuh mengalir melalui sirkuit utama.
Kemudian di 0,7 volt led lebih terang karena transistor membiarkan arus hampir penuh melalui dan pada 0,8 volt, led sudah menyala pada kecerahan penuh karena kondisi transistor terhubung penuh.
Jadi yang dibuktikan dari percobaan ini adalah kita dapat menggunakan tegangan dan arus kecil untuk mengontrol tegangan dan arus yang lebih besar. Kita melihat bahwa perubahan kecil pada tegangan di pin basis menyebabkan perubahan besar pada sirkuit utama. Oleh karena itu jika kita memasukkan sinyal ke kaki basis transistor berperan sebagai penguat / amplifier.
Kita dapat menghubungkan mikrofon yang dapat memvariasikan sinyal tegangan pada basis dan ini akan memperkuat speaker di sirkuit utama, dan dapat disebut sebagai penguat yang paling sederhana. Biasanya ada arus yang sangat kecil pada pin basis, mungkin hanya satu milliamps atau bahkan kurang. Kolektor memiliki arus yang jauh lebih tinggi sebagai contoh 100 milliampere. Rasio antara kedua ini dua dikenal sebagai GAIN dan standarnya menggunakan simbol beta.
Kita dapat menemukan rasio ini di lembar data pabrikan dan dalam contoh diatas arus kolektor adalah 100 miliampere dan arus basis adalah 1 miliamp jadi rasio adalah 100 dibagi 1 sehingga menghasilkan nilai beta =100. Kita juga dapat mengatur ulang rumus ini untuk menemukan juga nilai arusnya.
Transistor memiliki dua jenis utama pada bipolar transistor yaitu NPN dan PNP, keduanya terlihat hampir identik jadi perlu periksa tulisan pada badan nya untuk membedakan mana yang dengan tipe npn atau pnp.
Rangkaian transistor diatas memiliki sirkuit utama dan sirkuit kontrol, keduanya terhubung ke positif baterai. Sirkuit utama mati sampai kita tekan sakelar di sirkuit kontrol, dan kita bisa melihat arus mengalir melalui kedua kabel ke transistor. Kita sederhanakan saat tombol ditekan ada 5 milliamps mengalir ke dalam basis dan ada 20 miliampere mengalir ke pin kolektor dan 25 milliamps mengalir keluar dari emitor karena itu arus bergabung.
Dalam rangkaian dengan transistor pnp kita memiliki lagi sirkuit utama dan sirkuit kontrol tetapi sekarang emitor terhubung ke positif baterai. Sirkuit utama mati sampai kita tekan sakelar di sirkuit kontrol. Kita bisa melihat dengan tipe ini bahwa beberapa arus mengalir keluar dari pin basis dan mengembalikan ke baterai, sisanya arus mengalir melalui transistor dan melalui led utama dan kemudian kembali ke baterai.
Jika kita lepaskan sirkuit utama LED sirkuit kontrol akan tetap menyala di dalam contoh ini saat sakelar ditekan ada 25 milliamps mengalir ke dalam emitor 20 milliamps mengalir keluar dari kolektor dan 5 milliamps mengalir keluar basis, karena itu arus dikatakan terbagi.
Saya menempatkan kedua rangkaian ini berdampingan sehingga anda bisa melihat dan dapat membandingkan perbedaan transistor PNP dan NPN.
Transistor ditampilkan pada diagram atau gambar rangkaian listrik dengan simbol seperti diatas, panah ditempatkan pada emitor, dan panah ini menunjuk ke arah mengalirnya arus secara konvensional sehingga kita jadi tahu cara menghubungkannya ke sirkuit.
Berlanjut ke bagian kedua ..
Courtesy of : engineeringmindset.com
0 komentar:
Posting Komentar