JENIS - JENIS TRANSISTOR PNP DAN NPN

A.    JENIS – JENIS TRANSISTOR PNP DAN NPN

Jenis-Jenis Transistor dan cara kerja transistor pada umumnya dibagi menjadi dua jenis yaitu; Transistor Bipolar (dwi kutub) dan Transistor Efek Medan (FET – Field Effect Transistor).

      Transistor Bipolar adalah jenis transistor yang paling banyak di gunakan pada rangkaian elektronika. Jenis-Jenis Transistor ini terbagi atas 3 bagian lapisan material semikonduktor yang terdiri dari dua formasi lapisan yaitu lapisan P-N-P (Positif-Negatif-Positif) dan lapisan N-P-N (Negatif-Positif-Negatif). Sehingga menurut dua formasi lapisan tersebut transistor bipolar dibedakan kedalam dua jenis yaitu transistor PNP dan transistor NPN.

      Masing-masing dari ketiga kaki jenis-jenis transistor ini di beri nama B(Basis), K (Kolektor), dan E (Emitor). Fungsi transistor bipolar ini adalah sebagai pengatur arus listrik (regulator arus listrik), dengan kata lain transistor dapat membatasi arus yang mengalir dari Kolektor ke Emiter atau sebaliknya (tergantung jenis transistor, PNP atau NPN).
Di bawah ini Gambar dan jenis-jenis transistor :

Ganbar 1. jenis-jenis transistor

      Transistor Efek Medan (FET – Field Effect Transistor) merupakan jenis transistor yang juga memiliki 3 kaki terminal yang masing-masing diberi nama Drain (D), Source (S), dan Gate (G). Cara kerja transistor ini adalah mengendalikan aliran elektron dari terminal Source ke Drain melalui tegangan yang diberikan pada terminal Gate.

      Perbedaan antara transistor bipolar dan transistor FET adalah jika transistor bipolar mengatur besar kecil-nya arus listrik yang melalui kaki Kolektor ke Emiter atau sebaliknya melalui seberapa besar arus yang diberikan pada kaki Basis, sedangkan pada FET besar kecil-nya arus listrik yang mengalir pada Drain ke Source atau sebaliknya adalah dengan seberapa besar tegangan yang diberikan pada kaki Gate.

      Selain di gunakan sebagai penguat, transistor digunakan sebagai saklar.Caranya adalah dengan memberikan arus yang cukup besar pada basis transistor hingga mencapai titik jenuh. Pada kondisi seperti ini kolektor dan emitor bagai kawat yang terhubung atau saklar tertutup, dan sebaliknya jika arus basis teramat kecil maka kolektor dan emitor bagai saklar terbuka.

      Fungsi transistor adalah sebagai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal.

Transistor mempunyai 3 jenis yaitu :

1.     Uni Junktion Transistor (UJT)

2.     Field Effect Transistor (FET)

3.     MOSFET

1. Uni Junktion Transistor (UJT)

Gambar 2. gambar transistor type UJT

Uni Junktion Transistor (UJT) adalah transistor yang mempunyai satu kaki emitor dan dua basis. Kegunaan transistor ini adalah terutama untuk switch elektronis. Ada Dua jenis UJT ialah UJT Kanal N dan UJT Kanal P.

2. Field Effect Transistor (FET)

Gambar 3. gambar transistor type FET

Beberapa Kelebihan FET dibandingkan dengan transistor biasa ialah antara lain penguatannya yang besar, serta desah yang rendah. Karena harga FET yang lebih tinggi dari transistor, maka hanya digunakan pada bagian-bagian yang memang memerlukan.

Bentuk fisik FET ada berbagai macam yang mirip dengan transistor. Jenis FET ada dua yaitu Kanal N dan Kanal P. Kecuali itu terdapat pula macam FET ialah Junktion FET (JFET) dan Metal Oxide Semiconductor FET(MOSFET).

3. MOSFET

Gambar 4.symbol dan gambar  transistor type  MOSFET

MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET) adalah suatu jenis FET yang mempunyai satu Drain, satu Source dan satu atau dua Gate. MOSFET mempunyai input impedance yang sangat tinggi. Mengingat harga yang cukup tinggi, maka MOSFET hanya digunakan pada bagian bagian yang benar-benar memerlukannya. Penggunaannya misalnya sebagai RF amplifier pada receiver untuk memperoleh amplifikasi yang tinggi dengan desah yang rendah. Dalam pengemasan dan perakitan dengan menggunakan MOSFET perlu diperhatiakan bahwa komponen ini tidak tahan terhadap elektrostatik, mengemasnya menggunakan kertas timah, pematriannya menggunakan jenis solder yang khusus untuk pematrian MOSFET. Seperti halnya pada FET, terdapat dua macam MOSFET ialah Kanal P dan Kanal N.

B.     FUNGSI TRANSISTOR SEBAGAI SAKLAR

Transistor sebagai alat semikonduktor sering dipakai sebagai penguat,  pemutus dan penyambung (switching), dan sebagai stabilisasi tegangan. Dalam tulisan ini akan kita bahas mengenai fungsi transistor sebagai saklar.

Cara termudah menggunakan sebuah transistor adalah sebagai sebuah saklar. Kita mengoperasikan transistor ini pada salah satu dari keadaan saturasi atau keadaan titik sumbat ( cut off ) dan bukan dioperasikan pada sepanjang garis beban. Transistor akan seperti sebuah saklar jika sebuah transistor berada dalam keadaan saturasi. Transistor tersebut seperti sebuah saklar dalam keadaan tertutup, sehingga arus akan mengalir dari kolektor ke emiter. Jika transistor berada dalam keadaan tersumbat ( cut off ), maka transistor akan seperti sebuah saklar terbuka dari kolektor  ke emiter sehingga arus tidak akan mudah mengalir melalui transistor, seperti ditunjukkan pada gambar dibawah ini :

Dengan mengontrol bias dari transistor hingga komponen ini menjadi jenuh, maka akan terjadi  seolah-olah diperoleh hubungan singkat diantara kaki emitor dan kaki kolektor. Peristiwa ini dapat dimanfaatkan sebaik mungkin sehingga transistor bisa dipakai sebagai saklar elektronika.

Gambar di atas merupakan gambar fungsi transistor sebagai saklar, berupa rangkaian saklar elektronik dengan memakai transistor jenis PNP dan  NPN.  TR4 (PNP) serta TR3 (NPN) digunakan untuk mematikan dan menghidupkan LED. TR3 digunakan sebagai pemutus serta penyambung hubungan diantara katoda LED dengan ground. Dengan demikian apabila transistor dalam posisi ON maka LED akan nyala, sedangkan bila transistor dalam keadaan OFF maka LED menjadi mati.

Dengan kaki emitor yang berhubungan dengan ground, maka kita harus melakukan cara tertentu agar transistor menyala. Caranya yakni dengan membuat keadaan saklar SW1 menjadi ON hingga basis transistor pada TR3 memperoleh bias yang bersumber dari tegangan positif. Hal ini akan mengakibatkan transistor menjadi jenuh / ON sehingga kaki emitor dengan kaki kolektor menjadi tersambung. Sebaliknya, dengan cara membuat keadaan SW1 menjadi OF akan membuat LED mati.

TR4 digunakan sebagai penyambung dan pemutus hubungan diantara tegangan positif dan anoda LED. Dengan demikian apabila transistor ON maka LED jadi menyala, sebaliknya LED jadi mati bila transistor posisinya OFF. Di sini kaki emitor berhubungan dengan tegangan positif. Maka dari itu untuk menyalakan transistor, kita harus mengatur keadaan saklar SW2 menjadi ON hingga basis transistor pada TR4 memperoleh bias dari tegangan negatif sehingga transistor jadi jenuh / ON  dimana posisi kaki emitor tersambung dengan kaki kolektor. Dengan merubah posisi SW1 menjadi OFF maka LED akan mati.

C.    KARAKTERISTIK TRANSISTOR

Karakteristik Input

Transistor berasal dari kata transfer resistor. Piranti elektronik jenis ini dikembangkan oleh Berdeen , Schokley dan Brittam pada tahun 1948 di perusahaan elektronik Bell Telephone Laboratories. Penamaan ini berdasarkan pada prinsip kerjanya yakni mentransfer atau memindahkan arus. Transistor merupakan komponen aktif dan dibuat dari bahan semi konduktor, yang menggunakan aliran electron sebagai prinsip kerjanya didalam bahan Transistor merupakan pengembangan dari Tabung Hampa (Vacuum Tube). Fungsi utama dari sebuah transistor adalah penguat sinyal dan sebagai saklar elektronik, mixer (pencampur) yaitu pencampur sinyal yang ditangkap oleh penala  dan frekuensi yang dihasilkan oleh oscillator, yang terdapat pada televisi  dan radio fm. Sebuah transistor memiliki tiga daerah doped yaitu daerah emitter, daerah basis dan daerah disebut kolektor. Transistor ada dua jenis yaitu NPN dan PNP. Transistor memiliki dua sambungan: satu antara emitter dan basis, dan yang lain antara kolektor dan basis. Karena itu, sebuah transistor seperti dua buah dioda yang saling bertolak belakang yaitu dioda emitter-basis, atau disingkat dengan emitter dioda dan  dioda kolektor-basis, atau disingkat dengan dioda kolektor, Bagian emitter-basis dari transistor merupakan dioda, maka apabila dioda emitter-basis dibias maju maka kita mengharapkan akan melihat grafik arus terhadap tegangan dioda biasa. Saat tegangan dioda emitter-basis lebih kecil dari potensial barriernya, maka arus basis (Ib) akan kecil. Ketika tegangan dioda melebihi potensial barriernya, arus basis (Ib) akan naik secara cepat.

Kode – Kode Transistor

Sebuah transistor selalu diberikan kode – kode tertentu sesuai dengan pabrik pembuatnya maupun fungsi transistor . Berikut adalah  huruf-huruf pengkodean berdasarkan buatan pabrik dari Eropa :

Huruf pertama menyatakan bahan semikonduktor yang digunakan  untuk membuat transistor.

A = Germanium

D = Antimonida Indium

B = Silicon

R = Sulfida Cadmium

C = Arsenida Gali

 Huruf kedua menyatakan fungsi penerapannya pada rangkaian elektronika.
A = dioda detector, dioda pencampur , dioda kecepatan tinggi.
B = dioda kapasitas variable
C = transistor frekuensi renadah
D = transistor daya frekuensi rendah
E = dioda terobosan
F = transistor frekuensi radio, bukan daya
G = macam ragam keperluan ( multiperpose )
L = transistor daya frekuensi rendah
N = kopling foto
P = dioda radiasi seperti dioda foto, transistor foto
Q = generator radiasi seperti LED
R = piranti kemudi dan saklar seperti TRIAC
S = transistor sakalr daya rendah
T = piranti kemudi dan switching seperti TRIAC
U = transistor saklar daya tinggi
X = dioda pengganda
Y = penyearah,dioda efisiensi atau penyondol (booster)
Z = dioda Zener, pengatur ( regulator )

Huruf atau angka yang lain menyatakan nomor seri.

Untuk transistor buatan Amerika kode yang biasa digunakan adalah :
1N , 2N , dlsb. Sedang buatan Jepang menggunakan kode : 2SA , 2SB, 2SC.

 Cara Kerja Transistor

Dapat diilustrasikan sebagai berikut, transistor kita ibaratkan sebagai kran air

Pada keadaan normal , kolektor dan emitor di sekat oleh katub basis, sehingga arus tidak bisa mengalir, agar bisa mengalir, katub harus dibuka dengan jalan memberi  arus basis sehingga dapat mendorong katub.  Semakin besar arus basis katub terbuka semakin lebar  dan arus dari kolektor yang mengalir ke emitor semakin besar pula.

Bila arus basis kecil maka arus kolektor – emitor juga kecil, sehingga  basis merupakan pengontrol  aliran arus kolektor  ke emitor.

Cara Kerja Transistor NPN di Tinjau Dari Aliran Elektron

Agar dapat aktif basis transistor harus diberi arus positif , adanya arus  basis mengakibatkan aliran elektron dari emitor  ke basis, tetapi karna sumber  dari kolektor lebih besar, maka elektron yang mencapai  daerah basis justru tertarik ke daerah kolektor sehingga adanya arus basis yang kecil mengakibatkan arus kolektor yang besar.

Cara Menentukan Kaki Transistor

Untuk menentukan kaki – kaki nya perlu melihat data sheet book transistor karena tipenya ribuan dengan bentuk kemasan ratusan jumlahnya, menentukan kaki Basis Emitor Kolektor dari sebuah transistor biasanya digunakan multimeter.

Dibawah ini adalah beberapa tips untuk menentukan kaki transistor tanpa menggunakan multimeter, caranya adalah :

Kaki kolektor biasanya terhubung dengan badan transistor apabila transistor tersebut dipacking menggunakan metal. Apabila transistor dipacking dengan plastik maka kaki kolektor biasanya terhubung dengan badan transistor yang akan dihubungkan dengan pendingin.

Apabila transistor tersebut tidak dihubungkan dengan pendingin, maka sebaiknya dicari dulu kaki basisnya. Kalau sudah ketemu, sekarang kaki basisnya ditengah apa dipinggir? Kalau kaki basisnya ditengah, biasanya kaki kolektor berada pada sebelah kanan. Kalau basisnya dipinggir maka kaki kolektor berada pada sebelah tengah.

D.    FUNGSI TRANSISTOR SEBAGAI PENGUAT ARUS DAN RANGKAIANNYA

Fungsi lain dari transistor adalah sebagai penguat arus. Karena fungsi ini maka transistor bisa dipakai untuk rangkaian power supply dengan tegangan yang di set. Untuk keperluan ini transistor harus dibias tegangan yang konstan pada basisnya, supaya pada emitor keluar tegangan yang tetap. Biasanya untuk mengatur tegangan basis supaya tetap digunakan sebuah dioda zener.

Pada gambar tampak dua buah regulator dengan polaritas tegangan output yang berbeda. Transistor TR5 (NPN) dipakai untuk regulator tegangan positif dan transistor TR6 (PNP) digunakan untuk regulator tegangan negatif. Tegangan basis pada masing masing transistor dijaga agar nilainya tetap oleh dioda zener D3 dan D4. Dengan demikian tegangan yang keluar pada emitor mempunyai arus sebesar perkalian antara arus basis dan HFE transistor.

E.     RANGKAIAN TRANSISTOR

Rangkaian Transistor adalah rangkaian komponen elektronika yang terbuat serta tersusun oleh bahan semi konduktor yang mempunyai 3 kaki yang biasa disimbolkan Basis (B), Emitor (E), dan juga Collector (C). Transistor sendiri dibagi menjadi 2 jenis tipe, yaitu transistor PNP dan juga transistor NPN. Apa yang membedakan dari kedua jenis transistor tersebut ? Anda bisa melihat dari tanda panah pada area Emitor (E). Jika anak panah mengarah ke bagian dalam, maka transistor tersebut adalah transistor PNP. Sementara jika anak panah mengarah ke arah luar, maka transistor tersebut adalah transistor NPN.

Rangkaian transistor ini memerlukan bias tegangan pada area basis untuk bekerja secara maksimal Besaran tegangan sendiri berdasarkan jenis dan bahan smei konduktor yang digunakan oleh Rangkaian Transistor itu sendiri. Namun biasanya besaran tegangan 0.5 hingga 0.7 V sering digunakan di sini. Perbedaan bias tegangan pada 2 jenis transistor tersebut adalah jika transistor PNP tegangan pada sumbu atau kaki basis harus lebih negatif dibandingkan dengan area emitor. Sementara untuk transistor NPN memiliki kinerja sebaliknya. Area atau kaki basis harus mendapatkan tegangan lebih positif dibandingkan dengan area emitor. Semakin besar bias tegangan, maka transistor akan semakin jenuh dan tegangan kolektor – emitor akan makin rendah.

Fungsi transistor sendiri bermacam-macam. Salah satunya adalah bisa digunakan sebagai saklar. Untuk menjadikan transistor sebagai saklar elektronik, bisa dengan cara mengatur bisa tegangan pada transistor tersebut. Dengan mengatur bisa tegangan, maka akan terjadi hubungan yang singkat antara kolektor (C) dan juga emitor (E) pada kaki transistor. Sehingga transistor bisa difungsikan sebagai saklar elektronik. Selain sebagai saklar elektronik, transsistor juga bisa digunakan sebagai penguat arus pada power supply. Untuk mengubahnya, bias tegangan pada area basis harus konstan sehingga bias pada emitor juga dihasilkan arus yang juga konstan. Dan dibutuhkan dioda zener untuk membantu transistor. Fungsi lain bagi transistor adalah untuk penguat tegangan pada sinyal AC.

"Tugas Nama MK   : Pemrograman Web
Dosen Pengampu    : Iwan Fitrianto Rahmad