Apakah transistor NPN?

Apakah Transistor NPN?

Definisi Transistor NPN

Transistor NPN adalah jenis transistor junjungan bipolar yang sering digunakan, di mana lapisan semikonduktor tipe P dikelilingi oleh dua lapisan tipe N.

Konstruksi Transistor NPN

Seperti yang telah dibahas, transistor NPN mempunyai dua junjungan dan tiga terminal. Konstruksi transistor NPN ditunjukkan dalam gambar di bawah ini.

Lapisan emiter dan kolektor lebih lebar dibandingkan dengan dasar. Emitter sangat terdoping. Oleh karena itu, ia dapat menyuntikkan sejumlah besar pembawa muatan ke dasar.Dasar terdoping ringan dan sangat tipis dibandingkan dengan dua wilayah lainnya. Ia melewatkan sebagian besar pembawa muatan ke kolektor yang dipancarkan oleh emiter.Kolektor terdoping sedang dan mengumpulkan pembawa muatan dari lapisan dasar.

Simbol Transistor NPN

Simbol transistor NPN ditunjukkan dalam gambar di bawah ini. Ujung panah menunjukkan arah konvensional arus Kolektor (IC), arus Dasar (IB) dan arus Emitter (IE).

Prinsip Kerja

Junjungan emiter-dasar berada dalam kondisi bias maju oleh tegangan sumber VEE, sementara junjungan kolektor-dasar berada dalam kondisi bias mundur oleh tegangan sumber VCC.

Dalam kondisi bias maju, terminal negatif sumber daya (VEE) terhubung ke semikonduktor tipe N (Emitter). Sama halnya, dalam kondisi bias mundur, terminal positif sumber daya (VCC) terhubung ke semikonduktor tipe N (Collector).

Daerah pengurasan (depletion region) dari junjungan emiter-dasar lebih tipis dibandingkan dengan daerah pengurasan dari junjungan kolektor-dasar (Perlu dicatat bahwa daerah pengurasan adalah daerah di mana tidak ada pembawa muatan mobile dan bertindak seperti penghalang yang menentang aliran arus).

Dalam emiter tipe N, pembawa muatan mayoritas adalah elektron. Oleh karena itu, elektron mulai mengalir dari emiter tipe N ke dasar tipe P. Dan karena elektron, arus akan mulai mengalir melalui junjungan emiter-dasar. Arus ini dikenal sebagai arus emiter IE.

Elektron bergerak ke dasar, semikonduktor tipe P yang tipis dan terdoping ringan dengan lubang yang terbatas untuk rekombinasi. Oleh karena itu, sebagian besar elektron melewati dasar, dengan hanya sedikit yang berekombinasi.

Karena rekombinasi, arus akan mengalir melalui rangkaian dan arus ini dikenal sebagai arus dasar IB. Arus dasar sangat kecil dibandingkan dengan arus emiter. Biasanya, arus dasar adalah 2-5% dari total arus emiter.

Sebagian besar elektron melewati daerah pengurasan junjungan kolektor-dasar dan melewati wilayah kolektor. Arus yang mengalir oleh elektron yang tersisa dikenal sebagai arus kolektor IC. Arus kolektor lebih besar dibandingkan dengan arus dasar.

Rangkaian Transistor NPN

Rangkaian transistor NPN ditunjukkan dalam gambar di bawah ini.

Diagram tersebut menunjukkan bagaimana sumber tegangan terhubung: kolektor terhubung ke terminal positif VCC melalui hambatan beban RL, yang membatasi aliran arus maksimum.

Terminal dasar terhubung ke terminal positif tegangan sumber dasar VB dengan hambatan dasar RB. Hambatan dasar digunakan untuk membatasi arus dasar maksimum.

Ketika dihidupkan, transistor memungkinkan arus kolektor yang besar mengalir, didorong oleh arus dasar yang lebih kecil yang masuk ke terminal dasar.

Menurut KCL, arus emiter adalah penjumlahan arus dasar dan arus kolektor.

Mode Operasi Transistor

Transistor beroperasi dalam mode atau wilayah yang berbeda tergantung pada biasing junjungan. Terdapat tiga mode operasi.

• Mode potong

• Mode jenuh

• Mode aktif

• Mode Potong

Dalam mode potong, kedua junjungan berada dalam bias mundur. Dalam mode ini, transistor berperilaku sebagai sirkuit terbuka. Dan ia tidak akan membolehkan arus mengalir melalui perangkat.

Mode Jenuh

Dalam mode jenuh transistor, kedua junjungan terhubung dalam bias maju. Transistor berperilaku sebagai sirkuit tertutup dan arus mengalir dari kolektor ke emiter ketika tegangan emiter-dasar tinggi.

Mode Aktif

Dalam mode ini, junjungan emiter-dasar berada dalam bias maju dan junjungan kolektor-dasar berada dalam bias mundur. Dalam mode ini, transistor beroperasi sebagai penguat arus.

Arus mengalir antara emiter dan kolektor dan jumlah arus proporsional terhadap arus dasar.

Saklar Transistor NPN

Transistor beroperasi sebagai saklar ON dalam mode jenuh dan saklar OFF dalam mode potong.

Ketika kedua junjungan terhubung dalam kondisi bias maju dan tegangan input yang cukup diberikan. Dalam kondisi ini, tegangan kolektor-emiter mendekati nol dan transistor beroperasi sebagai sirkuit pendek.

Dalam kondisi ini, arus akan mulai mengalir antara kolektor dan emiter. Nilai arus yang mengalir dalam rangkaian ini adalah,

Ketika kedua junjungan terhubung dalam bias mundur, transistor berperilaku sebagai sirkuit terbuka atau saklar OFF. Dalam kondisi ini, tegangan input atau tegangan dasar adalah nol.

Oleh karena itu, seluruh tegangan Vcc muncul di kolektor. Namun, karena bias mundur dari wilayah kolektor-emiter, arus tidak dapat mengalir melalui perangkat. Oleh karena itu, ia berperilaku sebagai saklar OFF.

Diagram rangkaian transistor dalam wilayah potong ditunjukkan dalam gambar di bawah ini.

Pinout Transistor NPN

Transistor memiliki tiga pin; kolektor (C), Emitter (E), dan Dasar (B). Dalam sebagian besar konfigurasi, pin tengah adalah untuk Dasar.

Untuk mengidentifikasi pin emiter dan kolektor, terdapat titik di permukaan transistor SMD. Pin yang tepat di bawah titik ini adalah kolektor dan pin sisanya adalah pin emiter.

Jika titik tidak ada, semua pin akan ditempatkan dengan ruang yang tidak merata. Di sini, pin tengah adalah dasar. Pin terdekat dari pin tengah adalah emiter dan pin sisanya adalah pin kolektor.