TRANSISTOR

TRANSISTOR

Kiran Ni’mah Jaya-I0321060-Teknik Industri-UNS

Pada postingan sebelumnya, telah dijelaskan mengenai semikonduktor dan salah satu contoh komponen elektronik yang menggunakan bahan semikonduktor yaitu DIODA. Kali ini akan dilanjutkan mengenai pembahasan contoh semikonduktor lain yaitu TRANSISTOR. 

Transistor merupakan alat elektronik yang dapat dipakai atau berfungsi sebagai penguat, sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal,dan masih banyak lagi. Transistor terbuat dari bahan semikonduktor seperti silikon. Alat elektronik ini dapat berfungsi sebagai semacam kran listrik. Yang mana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET) ini memungkinkan adanya aliran listrik yang sangat akurat dari sumber listriknya. Pada umumnya transistor memiliki tiga terminal, yaitu Basis (B), Emitor (E), dan Kolektor (C).

Secara umum transistor dapat dibedakan berdasarkan banyak kategori, diantaranya yaitu:

1. Materi Semikonduktor : Germanium, Silikon, Gallium Arsenide.

2. Kemasan fisik : Through Hole Metal, Through Hole Plastic, Surface Mount, IC, dan lain-lain.

3. Tipe: UJT, BJT, JFET, IGFET (Mosfet), IGBT, HBT, MISFET, VMOSFET, MESFET, HEMT, SCR serta pengembangan dari transistor yaitu IC (Integrated Circuit) dan lain-lain. 

4. Polaritas: NPN atau N-Channel, PNP atau P-Channel. 

5. Maximum Kapasitas Daya: Low Power, Medium Power, High Power. 

6. Maximum Frekuensi Kerja: Low, Medium, atau High Frequency, Rf Transistor, Microwave, dan lain-lain. 

7. Aplikasi: Amplifier, Saklar, General Purpose, Audio, Tegangan Tinggi, dan lain-lain

Adapun jenis-jenis transistor dan cara kerjanya dibagi menjadi dua, yaitu:

• Transistor Bipolar (Dwi Kutub)

Transistor bipolar merupakan komponen elektronika yang menggunakan elektron elektron bebas dan kutub-kutub nya. transistor ini termasuk jenis transistor yang paling banyak digunakan pada rangkaian elektronika. Transistor bipolar terbagi menjadi tiga 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). 

Adapun prinsip kerja transistor jenis ini yaitu output yang mengalir dari Emitor ke Kolektor ditentukan oleh besarnya arus yang mengalir ke basis. Pada datasheet biasanya sudah tertera berapa arus minimal pada basis untuk membuat Emitor dan Kolektor berfungsi seperti saklar tertutup.

 

• Transistor Efek Medan (Fet-Field Effect Transistor)

Pada transistor ini cara kerjanya menggunakan prinsip gaya tarik medan magnet. Jadi ketika G (Gate) mempunyai sebuah tegangan maka akan timbul medan magnet. Ketika tercipta sebuah medan magnet maka itu akan menjadi trigger untuk elektron dapat bergerak dari kutub negatif (-) ke positif (+). Tegangan minimal Gate (G) untuk bisa membuat Source (S) dan Drain (D) berfungsi seperti saklar tertutup disebut dengan tegangan threshold atau tegangan ambang.

Selain yang telah dijelaskan diatas, transistor dapat berfungsi juga sebagai :

1. Sebagai penguat arus maupun tegangan yang dipakai sebagai penguat.

Salah satu fungsi dari transistor yaitu sebagai penguat arus. Hal ini sebab transistor dapat dipakai sebagai rangkaian power supply dengan tegangan yang di set. Dimana transistor harus dibias tegangan yang konstan pada basisnya. Hal ini supaya pada emitor yang keluar tegangan yang tetap. Biasanya untuk mengatur tegangan basis agar tetap digunakanlah dioda zener.

Selain sebagai penguat arus, transistor juga digunakan sebagai penguat tegangan dan penguat daya. Transistor dengan fungsi satu ini dapat kita jumpai pada rangkaian Pre-Amp MIC, Pre-Amp Head, Mixer, Echo, Tone Control, Amplifier, dan lain-lain.

2. Sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching).

3. Sebagai tegangan semacam kran listrik, dimana berdasarkan arus berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET).

4. Memungkinkan aliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.

PRINSIP KERJA

Transistor dibuat dengan tiga lapisan material semikonduktor yang terdiri dari dua formasi lapisan yaitu lapisan PNP dan lapisan NPN. sehingga kita kenal ada 2 macam transistor, yaitu transistor PNP dan transistor NPN yang mana sesuai dengan jenis penyusunnya. Transistor sendiri memiliki tiga kaki (elektroda) yang diberi nama Basis (B), Emitor (E) Dan Collector (C). 

Emitor artinya pemancar, disinilah pembawa muatan berasal. Collector artinya pengumpul. pembawa muatan yang berasal dari emitor ditampung pada collector. Basis artinya dasar, basis digunakan sebagai elektroda mengendali.

• Common Base

Penguat ini digunakan sebagai penguat tegangan. Dimana emitor merupakan input dan collector sebagai output. Sedangkan basis di groundkan atau ditanahkan.

• Common Emitor

Penguat ini digunakan sebagai penguat tegangan. Dimana basis merupakan input dan collector sebagai output. Sedangkan emitor di groundkan atau ditanahkan.

• Common Collector

Penguat ini digunakan sebagai penguat arus. Dimana basis merupakan input dan emitor sebagai output. Sedangkan collector di groundkan atau ditanahkan.

• Transistor Sebagai Saklar

Transistor akan mengalami cut off apabila arus yang melalui basis sangat kecil sekali sehingga kolektor dan emitor akan seperti kawat yang terbuka. Namun ketika arus yang melalui basis terlalu besar sehingga antara kolektor dan emitor bagaikan kawat terhubung.

Referensi:

Iftadi, I. 2015. Kelistrikan Industri. Surakarta: Graha Ilmu.

Ramelan, A. 2022. Transistor. Bahan Ajar. Surakarta: Program S1 Teknik Industri

https://www.teknikelektro.com/2020/07/jenis-fungsi-dan-cara-kerja-transistor.html 

SEMIKONDUKTOR DAN DIODA

SEMIKONDUKTOR DAN DIODA

Kiran Ni’mah Jaya-I0321060-Teknik Industri-UNS

Semikonduktor merupakan komponen yang memiliki konduktivitas listrik 

yang berada di antara isolator dan konduktor. Dimana isolator memiliki sifat yang 

kurang baik dalam menghantarkan arus listrik, serta konduktor memiliki sifat yang 

baik dalam menghantarkan arus listrik. Sehingga arti dari semikonduktor yaitu 

komponen yang berada di pertengahan atau sebagai penghantar listrik. Hambatan 

jenis (⍴) dari semikonduktor ini juga berada diantara konduktor dan isolator yakni 

10-6 s/d 104 Ωm. Berikut ini perbandingan hambatan jenis konduktor, semikonduktor, 

dan isolator

Bahan	Hambatan Jenis (⍴)  Ωm	Sifat
Tembaga	1,7 ⨯ 10-8	Konduktor
Silikon pada 300K	2,3 ⨯ 103	Semikonduktor
Gelas	7,0 ⨯ 108	Isolator

Semikonduktor juga dapat disebut sebagai setengah konduktor. Hal ini 

dikarenakan celah energi yang dibentuk oleh semikonduktor ini lebih kecil dari celah 

energi isolator namun lebih besar dari celah energi konduktor. Celah energi atau yang 

bisa disebut dengan energy gap (EG) kira-kira sebesar 1 eV. Sehingga memungkinkan 

adanya perpindahan elektron dari satu atom penyusun ke atom penyusun lain. 

Pada temperatur normal yaitu 0 K, semikonduktor merupakan bahan selain 

penghantar. Namun pada temperatur kamar yaitu 27˚C dapat berubah sifatnya menjadi 

bahan penghantar. Sehingga dapat dikatakan bahwa semikonduktor merupakan bahan 

yang dapat berubah sifat kelistrikannya apabila temperaturnya berubah-ubah. 

Bahan-bahan semikonduktor

• Trivalent : merupakan logam-logam yang memiliki atom elektron terluar 

berjumlah tiga buah. Contohnya yaitu Boron (B), Gallium (Ga), dan 

Indium (In).

• Tetravalent : merupakan logam-logam yang memiliki atom elektron terluar

berjumlah empat buah. Contohnya yaitu Silikon (Si) dan Germanium (Ge).

• Petravalent : merupakan logam-logam yang memiliki atom elektron terluar 

berjumlah lima buah. Contohnya Fosfor (P), Arsenikum (As), dan Antimon 

(Sb).

Adapun bahan semikonduktor yang paling banyak digunakan yaitu silikon dan

germanium. Dimana jumlah elektron silikon yaitu 14 buah dan germanium 32 buah. 

Keduanya memiliki elektron valensi (elektron terluar) 4 buah. Jenis ikatan yaitu ikatan 

kovalen. Hampir semua bahan semikonduktor ini terbentuk dari ikatan kovalen.

Jenis-jenis semikonduktor

• Semikonduktor intrinsik

Merupakan semikonduktor murni yang tidak diberi doping dan 

tidak cacat serta memiliki ikatan kovalen yang sempurna. Contohnya 

yaitu Si, Ge, C, dan sebagainya. Semikonduktor ini belum mengalami 

penyisipan oleh akseptor.

Pada kondisi normal atom-atom saling berikatan melalui ikatan 

kovalen serta tidak ada elektron bebas sehingga bersifat isolator. Namun 

ketika suhu dinaikkan (temperatur kamar) akan mengganggu ikatan valensi. 

Sehingga salah satu elektron valensi akan berpindah ke pita konduksi. 

Adapun lokasi yang ditinggalkan elektron valensi akan membentuk hole. 

Pasangan hole dan elektron ini menjadi pembawa muatan dalam semi-

konduktor intrinsik. Bila dipasang beda potensial, akan terjadi aliran arus.

• Semikonduktor ekstrinsik

Merupakan semikonduktor murni yang dikotori oleh doping 

sebagai penghasil hole oleh atom asing. Semikonduktor ekstrinsik terdiri 

atas dua tipe yaitu tipe-N dan tipe-P. 

Pada tipe-N pengotoran dilakukan oleh atom pentavalent seperti 

P, As, dan Sb. Atom pengotor ini disebut sebagai atom donor dan pem-

bawa muatan disebut elektron.

Pada tipe-P pengotoran dilakukan oleh atom trivalent seperti B, 

Ga, dan In. Atom pengotor ini disebut atom akseptor dan pembawa 

muatan adalah hole.

• Pertemuan PN

Jika semikonduktor disambungkan, maka elektron akan berdifusi 

menuju daerah tipe-P dan hole akan berdifusi menuju daerah tipe-N. Sehingga 

terbentuk daerah persambungan. Pada daerah ini terbebas dari muatan mayoritas 

namun terjadi dipole muatan. Sehingga yang terjadi yaitu timbulnya medan 

listrik dan terjadi potensial halang. Pertemuan PN merupakan blokbangunan 

dasar bagi piranti semikonduktor.

Syarat atom dapat digunakan sebagai atom akseptor dan atom donor 

yaitu ukuran atom yang hampir sama dengan atom murni serta memiliki jumlah 

elektron valensi berbeda satu dengan atom murni.

Beberapa komponen elektronik yang menggunakan bahan semikonduktor yaitu:

1. Dioda

2. Transistor

3. IC (Integrated Circuit0

4. Mikroprosesor 

DIODA

Dioda merupakan salah satu komponen semikonduktor yang memiliki dua 

elektroda yang mana berfungsi sebagai penghantar arus listrik dalam satu arah. 

Sehingga dapat dikatakan bahwa dioda akan bertindak sebagai Konduktor bila 

beda potensial listrik yang diberikan dalam arah tertentu (Bias Forward) dan diode 

akan bertindak sebagai Isolator bila beda potensial listrik diberikan dalam arah yang 

berlawanan (Bias Reverse).

Kurva karakteristik dioda

Dioda ini disusun oleh 2 komponen yaitu Anoda dan Katoda. Dimana 

Anoda sebagai kutub negatif dan Katoda sebagai komponen positif. Sebuah dioda 

dikatakan bias forward bila positif pada sember dihubungkan dengan positif dioda 

dan negatif sumber dihubungkan dengan negatif dioda. Sedangkan sebuah dioda 

dikatakan bias reverse bila positif pada sumber dihubungkan dengan negatif dioda 

dan negatif sumber dihubungkan dengan positif dioda.

• Fungsi dari dioda

1. Sebagai Penyearah arus

2. Sebagai catu daya

3. Sebagai penyaring atau pendeteksi

4. Untuk stabilisator tegangan

• Jenis-jenis dioda

1. Dioda Biasa (Junction Diode)

2. Dioda Bridge

3. Light Emitting Diode (LED).

4. Dioda Zener.

5. Dioda Varactor.

6. PD (Photo Diode).

7. Dioda Tunnel

• Rangkaian dioda

Karena v dan i belum diketahui, diperlukan 1 petunjuk lagi yaitu karakteristik 

dioda.

• Penyearah setengah gelombang

• Dioda khusus

1. Dioda Zener

Dioda zener dibuat sedemikian hingga sehingga dapat mengalir ke 

segalah arah yang berlawanan jika tegangan yang diberikan melampaui 

tegangan zener. Fungsi utama dioda zener yaitu sebagai penstabil 

tegangan. Dioda zener juga digunakan sebagai regulator tegangan 

shunt dan regulator tegangan sebagai sebuah kelas sirkuit yang 

memberikan sumber tegangan tetap. Dalam keadaan operasi, dioda 

zener dapat dilalui arus mulai dari 0,1 I s/d I.

2. LED

Merupakan komponen yang mengeluarkan emisi cahaya. Untuk 

mendapatkan emisi cahaya, doping yang dipakai adalah galium,

arsenic, dan phosphorus. Jenis doping yang berbeda menghasilkan 

warna cahaya yang berbeda. Dioda ini memiliki jangkauan nilai 

550 nm (hijau) s/d 1300 nm (inframerah).

3. Dioda Foto

Merupakan dioda hubungan PN yang sensitif terhadap cahaya. 

Dioda ini menyerap cahaya sehingga meningkatkan konduktivitasnya. 

Fungsinya yaitu digunakan sebagai pencacah cepat yang menghasilkan 

pulsa arus ketik cahaya diberi gangguan.

4. Dioda Laser

Merupakan sejenis laser dengan media aktifnya semikonduktor per-

simpangan PN yang mirip dengan dioda pemancar cahaya.

5. ILD

Merupakan dioda dengan prinsip kerja persimpangan PN yang meng-

hasilkan dua jenis tegangan, yaitu biased forward (menghasilkan arus 

searah dengan nilai 0,707 untuk pembagian v puncak dengan bentuk 

gelombang diatas [+]) dan backforward biased merupakan tegangan 

terbalik yang dapat merusak suatu komponen elektronika.

Referensi:

Iftadi, I. 2015. Kelistrikan Industri. Surakarta: Graha Ilmu.

Ramelan, A. 2022. Dasar Semikonduktor dan Dioda. Bahan Ajar. Surakarta: 

Program S1 Teknik Industri

https://iwan78.files.wordpress.com/2010/11/9_semikonduktor.pdf 

https://staff.ui.ac.id/system/files/users/chairul.hudaya/material/semikonduktor.pdf

https://thecityfoundry.com/dioda/ 

https://www.ulvac.co.id/semikonduktor-pengertian-sifat-kegunaan-hingga-kelebihannya/