Transistor sebagai Penguat

Encyclopedia

Bidang: Ensiklopedia

China

Definisi Transistor

Transistor didefinisikan sebagai perangkat semikonduktor dengan tiga terminal (Emitter, Base, dan Collector) dan dua junsi (Base-Emitter dan Base-Collector).

Transistor adalah perangkat semikonduktor dengan tiga terminal: Emitter (E), Base (B), dan Collector (C). Memiliki dua junsi: Base-Emitter (BE) dan Base-Collector (BC). Transistor beroperasi dalam tiga wilayah: cutoff (sepenuhnya mati), aktif (mengamplifikasi), dan saturasi (sepenuhnya hidup).

Ketika transistor beroperasi di wilayah aktif, mereka bertindak sebagai penguat, meningkatkan kekuatan sinyal masukan tanpa perubahan signifikan. Perilaku ini disebabkan oleh gerakan pembawa muatan. Pertimbangkan sebuah transistor junction bipolar npn (BJT) yang bias untuk beroperasi di wilayah aktif, di mana junsi BE terbias maju dan junsi BC terbias mundur.

Pada transistor npn, emitter sangat dopan, base sedikit dopan, dan collector moderat dopan. Base sempit, sementara emitter lebih lebar, dan collector yang paling lebar.

Bias maju antara terminal base dan emitter menyebabkan arus base kecil (IB) mengalir ke daerah base. Arus ini biasanya dalam rentang mikroampere (μA), karena VBE biasanya sekitar 0,6 V.

Proses ini dapat dilihat sebagai elektron yang keluar dari daerah base atau lubang yang disuntikkan ke dalamnya. Lubang yang disuntikkan menarik elektron dari emitter, menyebabkan rekombinasi lubang dan elektron.

Namun, karena base kurang dopan dibandingkan dengan emitter, akan ada lebih banyak elektron dibandingkan lubang. Jadi, bahkan setelah efek rekombinasi, masih banyak elektron yang bebas. Elektron-elektron ini sekarang menyeberangi daerah base yang sempit dan bergerak menuju terminal collector dipengaruhi oleh bias yang diterapkan antara collector dan base.

Ini merupakan tidak lain dari arus collector IC yang mengalir ke collector. Dari sini dapat diperhatikan bahwa dengan bervariasinya arus yang mengalir ke daerah base (IB), satu dapat memperoleh variasi yang sangat besar pada arus collector, IC. Ini tidak lain adalah pengamplifikasi arus, yang mengarah pada kesimpulan bahwa transistor npn yang beroperasi di wilayah aktifnya bertindak sebagai penguat arus. Gain arus yang terkait dapat diekspresikan secara matematis sebagai-

Sekarang pertimbangkan transistor npn dengan sinyal masukan yang diterapkan antara terminal base dan emitter, sementara output dikumpulkan melintasi resistor beban RC, yang terhubung antara collector dan terminal base, seperti ditunjukkan oleh Gambar 2.

Selanjutnya, perlu dicatat bahwa transistor selalu dijamin beroperasi di wilayah aktifnya dengan menggunakan pasokan tegangan yang sesuai, V EE dan VBC. Di sini, perubahan kecil dalam tegangan masukan Vin terlihat mengubah arus emitter IE secara signifikan karena hambatan rangkaian masukan rendah (karena kondisi bias maju).

Hal ini kemudian mengubah arus collector hampir dalam rentang yang sama karena besarnya arus base cukup kecil untuk kasus yang dibahas. Perubahan besar pada IC menyebabkan penurunan tegangan yang besar melintasi resistor beban RC, yang tidak lain adalah tegangan output.

Dengan demikian, satu mendapatkan versi yang diperbesar dari tegangan masukan di terminal output perangkat, yang mengarah pada kesimpulan bahwa rangkaian bertindak seperti penguat tegangan. Ekspresi matematis untuk gain tegangan yang terkait dengan fenomena ini diberikan oleh

Meskipun penjelasan yang diberikan adalah untuk BJT npn, analogi serupa juga berlaku untuk BJT pnp. Berdasarkan dasar yang sama, satu dapat menjelaskan aksi pengamplifikasi jenis transistor lainnya, yaitu, Field Effect Transistor (FET). Lebih lanjut, perlu dicatat bahwa terdapat banyak variasi pada rangkaian amplifier transistor seperti