TRANSISTOR BIPOLAR

Bipolar junction transistor (BJT) atau yang biasa dikenal dengan transistor bipolar merupakan komponen elektronika yang terdiri dari tiga lapis bahan semikonduktor, baik untuk yang bertipe PNP ataupun NPN. Pada setiap lapisan yang membentuk transistor tersebut memiliki nama-nama tersendiri (kolektor, basis, dan emitor). Dan pada tiap lapisan tersebut terdapat kontak kawat untuk koneksi ke rangkaian. Simbol skematik transistor tipe PNP dan NPN ditunjukan pada gambar.

Perbedaan fungsi antara transistor PNP dan transistor NPN terdapat pada mode bias (polaritas) dari persimpangan ketika transistor beroperasi. Untuk setiap keadaan operasi tertentu, arah arus dan polaritas tegangan untuk setiap jenis transistor yang persis akan berlawanan satu sama lain.

Transistor bipolar bekerja sebagai regulator arus yang dikontrol oleh arus. Dengan kata lain, transistor membatasi jumlah arus yang mengalir. Pada transistor bipolar arus utama yang dikendalikan mengalir dari kolektor ke emitor atau dari emitor ke kolektor tergantung dari masing-masing jenis transistor tersebut (PNP atau NPN). Arus kecil yang mengontrol arus utama mengalir dari basis ke emitor atau dari emitor ke basis, sekali lagi tergantung dari jenis masing-masing transistor tersebut (PNP atau NPN). Menurut standar simbologi semikonduktor, arah panah selalu menunjukkan arah yang berlawanan dengan arah aliran elektron. Perhatikan gambar dibawah ini.

Transistor bipolar disebut bipolar karena aliran utama elektron yang mengalir melewati transistor berlangsung dalam dua tipe bahan semikonduktor, yaitu P dan N, sebagai arus utama yang mengalir dari emitor ke kolektor (atau sebaliknya). Dengan kata lain ada dua jenis polaritas pembawa muatan arus listrik, yaitu pembawa muatan elektron dan pembawa muatan positif atau lubang (hole).

Seperti yang anda lihat, arus yang mengontrol dan arus yang dikontrol akan selalu melewati kawat emitor dan aliran elektron mereka selalu mengalir melawan arah panah transistor. Semua arus harus mengalir dalam arah yang tepat sehingga device dapat bekerja sebagai pengatur atau regulator arus. Pada transistor bipolar, arus kecil pengendali itu biasanya disebut arus basis, karena arus tersebut adalah satu-satunya arus yang masuk atau mengalir melewati basis transistor. Sebaliknya, arus utama atau arus yang dikontrol atau dikendalikan itu disebut sebagai arus kolektor, karena arus utama merupakan satu-satunya arus yang melewati kawat kolektor dari transistor. Sedangkan arus emitor adalah jumlah arus basis dan arus kolektor, sesuai dengan hukum arus kirchhoff (Kirchhoff’s Current Law).

Jika tidak ada arus pada basis transistor, maka transistor akan seperti saklar terbuka yang akan mencegah arus utama mengalir melalui kolektor. Jadi, arus pada basis inilah yang juga akan mengubah transistor menjadi seperti saklar tertutup dan memungkinkan jumlah arus yang proporsional melalui kolektor. 

Cara (prinsip) Kerja Transistor Transistor

Cara (Prinsip) kerja transistor bisa digambarkan sebagai pengaturan aliran air sbb:

Dari gambar diatas kita bisa lihat :

Sumber air dari titik C akan mengalir ke titik E jika dari B diberi sedikit aliran air untuk membuka keran. Aliran air dari C ke E merupakan kelipatan aliran air B misalkan saja aliran C ke E 10 x lipat aliran B . misalnya dari B kita aliri 1 liter/detik maka dari C ke E akan mengalir 10 liter/detik.jika kita aliri air dari B sebesar 100 liter/detik maka dari ke C ke E akan mengalir sebesar 1000 liter /detik. begitu seterusnya.

Aliran C ke E ada batas masimumnya misal 10000 liter /detik. Aliran C ke E akan”OFF”jika tdk ada aliran B yg membuka keran (kecuali ada kebocoran di b).

Pada saat aliran C ke E maksimum (10000 liter /detik) ini disebut“ON”atau saturasi.

Cara kerja transitor

Aliran arus dari C (colector) ke E (emitor) di atur oleh arus B (basis) cara kerjanya seperti pengaturan aliran air dibagian awal. Kelipatan arus  transistor disebut hFE , 

misal: hFE = 400 , arus Basis = 1mA 

maka arus yang mengalir dari C ke E = 1 mA x 400 =  400mA. 

Arus maksimum yang bisa lewat dari C ke E tiap jenis transistor berbeda2, misal 500mA, atau ditulis Ic max = 500 mA. jika tidak ada arus yang lewat di B (Ib=0) maka tdk ada arus juga yang lewat dari C ke E , ini disebut  CUT OFF. jika arus B (Ib) kita rubah rubah besarnya maka arus dari C ke E juga berubah-rubah . jika arus di B (Ib) kita perbesar terus maka akan ada batasnya arus C ke E mencapai maksimum. ini disebut saturasi.

Ic = hFE x Ib

Pada rangkaian dibawah ini , untuk merubah-rubah arus di basis (Ib) kita bisa dengan merubah-rubah tegangan Vin atau nilai resistansi Rin. dan untuk membatasi arus dari C ke E kita beri resistor RL.

Parameter Pada Transistor

Vin bisa kita sebut juga dengan Vbb, yaitu tegangan yang diberikan pada basis. 

Rin bisa kita sebut juga dengan RB, yaitu nilai resistor pada basis. 

Vcc adalah tegangan yang diberikan ke kolektor.

RL bisa disebut juga dengan RC, yaitu nilai resistor pada kolektor. 

Vce adalah tegangan jepit kolektor - emiter. 

Vbe adalah tegangan jepit basis - emiter. 

Ib adalah arus basis 

Ic adalah arus kolektor 

Ie adalah arus emiter 

Selanjutnya kita akan membahas daerah kerja transistor bipolar pada artikel : "Operasi transistor bipolar pada daerah aktif.