Jenis-jenis transistor yang digunakan
pada rangkaian elektronika sangatlah beragam, mulai dari tipe, hingga spesifikasi
dari transistor tersebut tergantung fungsi dan keperluannya.
Setiap jenis transistor atau
tipe transistor, masing-masing pasti memiliki karakteristik yang berbeda-beda.
Tentu berdasarkan karakteristik tersebut setiap transistor memiliki kelebihan
dan kekurangan masing-masing.
Transistor pada rangkaian elektronika mempunyai fungsi
yang sangat beragam, namun pada dasarnya beberapa fungsi umum transistor antara
lain sebagai penguat, sebagai saklar dan lain sebagainya. Selain itu ada jenis
transistor yang secarea fungsi dapat merespon sejumlah cahaya yang masuk dan
mengubahnya menjadi sinyal listrik. Pada artikel ini akan dibahas jenis-jenis
transistor pada rangkaian elektronika dengan lengkap dan dengan bahasa yang
lebih mudah untuk dipahami.
Jenis-jenis transistor secara umum
Transistor secara umum memiliki dua
jenis jika ditinjau dari struktur semikonduktor yang digunakan, yaitu
transistor bipolar atau disebut juga dengan Bipolar Junction Transistor (BJT),
dan Transistor Efek Medan atau disebut juga dengan Field Effect Transistor
(FET).
Transistor bipolar sendiri terbagi
lagi menjadi dua jenis, yaitu jenis NPN dan PNP, yang menentukan jenis
transistor bipolar ini adalah struktur bahan semikonduktor yang digunakan.
Sedangkan untuk FET sendiri terbagi dari dua jenis lagi, yaitu Junction FET
(JFET) dan Metal Oxide Semiconductor (MOSFET).
Transistor Bipolar
Transistor bipolar merupakan jenis
transistor yang paling populer dan paling banyak digunakan pada rangkaian
elektronika. Transistor bipolar terdiri dari 3 kaki, yaitu Kolektor, emitor dan
basis. Transistor ini terdiri dari dua jenis jika ditinjau dari struktur bahan
semikonduktornya, yaitu transistor PNP dan transistor NPN. Mengenai cara
kerja transistor PNP dan NPN ini telah dijelaskan pada artikel
tersendiri.
Pada prinsipnya transistor bipolar
bekerja seperti aliran arus yang dihambat atau dialirkan secara terkontrol
melalui basis. Pada transistor jenis NPN arus akan mengalir dari kolektor ke
emitor ketika basis diberikan arus positif, sedangkan pada jenis transistor PNP
arus akan mengalir dari kolektor ke emitor ketika basis diberikan arus negatif.
Selain itu, salah satu karakteristik
dari transistor bipolar adalah memiliki impedansi input yang rendah, sedangkan
outputnya memiliki impedansi tinggi. Hal ini dapat menjadi kelebihan dan
kekurangan pada transistor bipolar, misalnya impedansi input yang rendah pada
transistor bipolar akan membuat pembebanan di sirkuit. Namun hal ini dapat
diatasi dengan menggunakan rangkaian tambahan sehingga impedansi input dapat
menjadi tinggi.
Pada prinsipnya transistor bipolar
memiliki tiga daerah fungsi pada saat komponen ini bekerja pada suatu rangkaian
elektronika, yaitu daerah cut-off (cut-off region), daerah aktif (active region),
dan daerah saturasi (saturation region).
Daerah cut off:
Pada kondisi ini transistor berada dalam keadaan OFF, atau arus dari kolektor
tidak mengalir ke emitor (mengambang).
Daerah Aktif:
Pada kondisi ini transistor berada pada kondisi “menguatkan” atau amplifikasi.
Biasanya transistor dibuat pada daerah aktif banyak digunakan pada rangkaian
amplifier.
Daerah saturasi: Pada
kondisi ini transistor berada pada kondisi ON sepenuhnya, daerah saturasi pada
transistor banyak dipakai untuk keperluan saklar elektronik atau transistor
berfungsi sebagai saklar. Daerah saturasi disebut juga dengan istilah daerah
jenuh.
Transistor Efek Medan (Field Effect Transistors)
Transistor efek medan atau disebut
juga dengan Field Effect Transistors (FET) pada dasarnya memiliki tiga daerah
sama seperti halnya transistor bipolar, namun dengan penamaan yang berbeda,
Yakni gerbang (gate), sumber (source) dan pembuangan (drain). Nama daerah ini
tertera pada simbol dengan G, D, dan S. FET memiliki karakteristik yang unik,
yakni untuk mengalirkan arus dari daerah source ke drain dikendalikan
dengan tegangan tertentu yang diumpankan pada daerah Gate.
Sehingga fungsi dari gate ini adalah untuk mengontrol aliran arus dari sumber
(source) ke saluran pembuangan (drain) transistor.
Berbeda dengan transistor bipolar,
FET memiliki impedansi masukan yang tinggi, bahkan sangat tinggi karena
impedansinya berkisar MΩ sehingga mengakibatkan arus yang diserap dari source
ke drain menjadi lebih kecil. Hal ini menjadi salah satu kelebihan dari FET
karena akan menyerap arus dari catu daya lebih kecil dibandingkan dengan
transistor bipolar. Selain itu impedansi masukan yang tinggi tidak akan
membebani sirkuit yang lainnya. Untuk itulah banyak perangkat pre-amp atau
rangkaian pre-amp high-end menggunakan transistor jenis FET.
Namun ada beberapa kelamahan JFET
dibandingkan dengan transistor bipolar, salah satunya adalah jumlah penguatan
yang bisa didapatkan lebih kecil dibandingkan dengan transistor bipolar.
Dalam hal penguatan memang tidak
sebesar yang didapatkan dengan menggunakan transistor bipolar, namun FET secara
teori tidak akan menyebabkan rangkaian lain terbebani, dan secara fabrikasi
lebih murah untuk diproduksi.
FET sendiri terdiri dari dua jenis
jika ditinjau dari struktur bahan semikonduktornya, yaitu Junction Field
Effect Transistor (JFET), dan Metal Oxide Semikonductor Field Effect Transistors
(MOSFET).
JFET merupakan FET generasi
awal dan memiliki struktur yang paling sederhana. Pada umunya JFET banyak
digunakan pada rangkaian saklar elektronik, penguat dan sebagai resistansi
elektronik. Untuk bisa bekerja, JFET tidak membutuhkan tegangan bias seperti
halnya transistor bipolar karena JFET bersifat unipolar. Tengangan kontrol yang
diberikan pada gate akan mengakibatkan arus listrik dari sumber ke drain
mengalir. JFET memiliki dua tipe, yaitu JFET tipe P dan JFET tipe N. Untuk
itulah JFET disebut juga sebagai transistor unipolar.
MOSFET merupakan salah satu jenis
transistor yang memiliki fungsi khusus karena pada umumnya MOSFET juga memiliki
kharakteristik yang khusus meskipun secara prinsip kerja tidak jauh berbeda
dengan JFET. MOSFET memiliki stuktur bahan logam pada bagian gate.
Tidak seperti JFET yang memiliki tiga
saluran, MOSFET memiliki empat saluran yang terdiri dari sumber (source),
saluran pembuangan (drain), gerbang (gate), dan body atau substrat. MOSFET
juga menawarkan impedansi masukan yang sangat tinggi dengan impedansi masukan
yang rendah.
MOSFET banyak diaplikasikan sebagai
penguat high-end, regulator tegangan atau perancangan Integrated Circuit (IC)
yang mengutamakan efisiensi. MOSFET memiliki dua tipe sama seperti halnya JFET,
yaitu tipe N dan tipe P.
Jenis-jenis transistor ditinjau berdasarkan fungsinya
Setelah mengetahui jenis-jenis
transistor secara umum berdasarkan bahan semikonduktor yang
digunakan, kali ini akan dijelaskan tentang jenis-jenis transistor yang
ditinjau berdasarkan fungsinya yang digunakan pada rangkaian elektronika.
Secara umum jenis-jenis transistor jika ditinjau berdasarkan fungsinya terbagi
menjadi lima bagian, antara lain adalah small signal transistor, small switching
transistor, power transistor, high frekuensi transistor, dan phototransistor.
Transistor untuk sinyal kecil (Small Signal Transistors)
Transistor jenis ini merupakan
transistor universal yang memiliki spesifikasi arus kolektor antara 80mA hingga
600mA dan penguatan hFE antara 10 hingga 500. Transistor sinyal kecil digunakan
pada rangkaian elektronika hanya untuk menguatkan sinyal kecil, tidak jarang
transistor jenis ini juga dipergunakan sebagai saklar.
Meskipun transistor ini termasuk ke
dalam jenis transistor
kecil, namun biasanya efisiensi yang dihasilkan lebih baik. Namun
itu juga tergantung konstruksi rangkaian elektronika yang dipergunakan.
Meskipun begitu, transistor jenis ini mampu bekerja pada frekuensi maksimal
hingga 300 MHz.
Transistor untuk saklar arus kecil (Small Switching Transistors)
Transistor saklar arus kecil memiliki
spesifikasi kurang lebih mirip dengan transistor sinyal kecil jika dilihat
melalui datasheet transistor. Namun pada small switching transistor biasanya
memiliki kecepatan perpindahan arus yang jauh lebih tinggi dibandingkan dengan
transistor universal. Oleh karena itu transistor jenis ini sangat baik
digunakan untuk menjalankan pensaklaran elektronik.
Nilai penguatan hFE pada jenis small switching
transistors antara 10 hingga 200 saja, dengan aruk kolektor
maksimum 1000mA. Meskipun transistor jenis ini dapat juga dipakai sebagai
penguat, mengingat nilai penguatan arus nya yang kecil (hingga 200) saja, namun
dengan dibuat rangkaian penguatan secara bertingkat tentu nilai penguatan juga
akan bertambah.
Transistor daya tinggi (Power transistors)
Transistor daya tinggi merupakan jenis transistor yang cocok untuk
penguat daya, baik penguat arus maupun penguat tegangan. Pada umumnya
transistor daya tinggi atau power transistor dibuat dengan kemasan
logam atau terdapat lempengan logam dibelakangnya untuk ditempelkan pada
pendingin alumunium. Hal ini karena transistor daya tinggi dapat bekerja dengan
arus yang tinggi pula sehingga akan menghasilkan panas tertentu pada saat
bekerja.
Transistor power umumnya memiliki
penguatan daya antara 10 Watt hingga 300 Watt dengan frekuensi hingga 100 MHz.
Namun ada juga transistor daya tinggi khusus menguatkan frekuensi tinggi hingga
mencapai 350 MHz. Sedangkan arus kolektor maksimum yang dapat diserap antara 1
A hingga 100 A tergantung jenis dan tipe transistor daya tinggi yang digunakan
sesuai dengan datasheet. Jenis transistor power bisa NPN ataupun PNP, atau
kombinasi keduanya (darlington).
Transistor frekuensi tinggi (High Frequency Transistors)
Sesuai dengan namaya, transistor
jenis ini khusus diperuntukan untuk bekerja pada rangkaian frekuensi tinggi
(RF). transistor jenis ini selain dapat bekerja pada frekuensi tinggi, biasanya
memiliki tingkat pensaklaran yang tinggi juga.
Kegunaan high frequency transistors antara
lain adalah untuk penggunaan rangkaian radio, televisi dan smartphone. Misalnya
penguat HF, VHF, UHF, MATV, dan pembangkit frekuensi (osilator).
Transistor jenis frekuensi tinggi
lazimnya memiliki arus maksimum antara 10 hingga 600mA untuk penguatan kecil,
dengan frekuensi maksimum hingga 2000 mHz.
Transistor Photo (Phototransistors)
Transistor foto atau phototransistor
merupakan jenis lain dari transistor, karena memiliki fungsi yang unik.
Transistor foto merupakan jenis transistor yang peka terhadap cahaya. Secara
bentuk fisik, transistor foto tidak jauh berbeda dengan bentuk transistor pada
umumnya, namun pada bagian tengan atau pinggirannya terdapat kaca yang dapat
dilalui oleh cahaya.
Transistor foto memiliki 2 kaki saja,
yaitu kolektor dan emitor. Karena bagian basisnya akan dimasuki oleh cahaya.
Ketika permukaan yang dapat dilalui cahaya ini gelap, maka sifat transistor
adalah cut-off atau tidak ada aliran arus dari kolektor terhadap emitor.
Sedangkan ketika permukaan dilalui cahaya, maka arus dapat mengalir dari
kolektor ke bagian emitor. Karakteristik unik ini menjadikan transistor photo
seakan-akan dapat menjadi transistor bipolar atau transistor efek medan, karena
memiliki tingkat cut-off yang tinggi pada saat tidak dilalui cahaya dan tidak
memerlukan tegangan bias.
Facebook
Advertisement
EmoticonEmoticon