Elektronikindo.com – Cara Kerja dan Perhitungan Transistor Sebagai Switch. Transistor adalah komponen semikonduktor yang memiliki kemampuan untuk mengatur aliran arus listrik antara dua terminalnya.
Transistor dapat digunakan sebagai saklar (switch) dalam rangkaian elektronik, memungkinkan kita untuk mengontrol aliran arus listrik dengan sinyal kecil. Dalam artikel ini, kita akan membahas cara kerja transitor sebagai saklar dan bagaimana melakukan perhitungan dasar terkait penggunaannya.
Cara Kerja Transistor Sebagai Switch
Transistor dapat bekerja sebagai saklar ketika ditempatkan dalam mode jenuh (on) atau mode terputus (off).
Pada mode jenuh, transistor mengizinkan arus mengalir dari kolektor ke emitor seperti saklar yang sedang dalam posisi on. Pada mode terputus, transistor mencegah aliran arus dan berperan seperti saklar off.
Ada dua jenis transistor yang umum digunakan sebagai saklar: transistor bipolar junction (BJT) dan transistor efek medan (FET).
Masing-masing memiliki cara kerja yang sedikit berbeda dalam mode saklar, tetapi prinsip dasarnya tetap sama: kontrol arus basis pada BJT atau tegangan gerbang pada FET untuk mengontrol aliran arus kolektor-emitornya.
Perhitungan Dasar untuk Transistor Sebagai Switch
1. Transistor BJT
– Mode Jenuh (On):
– Mode Terputus (Off):
2. Transistor FET
– Mode Jenuh (On):
– Mode Terputus (Off)
Contoh Perhitungan
Seperti contoh pada rangkaian di bawah ini, Resistansi pada RB = 50 kΩ dan Resistansi pada terminal Kolektor RC = 0,7 kΩ, sedangkan tegangan Vcc adalah 5V dengan nilai beta 125.
Pada input Basis, sinyal yang bervariasi antara 0 dan 5V diberikan sehingga kita akan melihat output pada kolektor dengan memvariasikan Vi di dua kondisi yaitu pada saat kondisi 0V dan kondisi 5V seperti yang ditunjukkan pada gambar.Transistor sebagai Switch
Arus Kolektor
Ic = Vcc/Rc ketika VCE = 0
Ic = 5V/0.7 kΩ
Ic = 7.1 mA
Arus Basis
Ib = Ic / β
Ib = 7.1 mA/125
Ib = 56.8 µA
Dari perhitungan di atas, nilai maksimum atau nilai puncak (peak value) arus kolektor dalam rangkaian adalah 7.1mA ketika Vce sama dengan nol. Dan arus Basis yang sesuai dengan arus kolektor adalah 56.8μA. Jadi, jelas bahwa ketika arus basis meningkat melebihi 56,8µA maka transistor akan masuk ke mode saturasi.
Ketika tegangan 0V diterapkan pada input (atau tidak diberikan tegangan). Maka akan menyebabkan arus Basis menjadi nol (0V) dan karena Emitor di-ground-kan, persimpangan Basis-Emitor tidak bias maju. Oleh karena itu, transistor dalam kondisi OFF dan tegangan keluaran kolektor sama dengan 5V.
Ketika
Vi = 0V, Ib = 0 and Ic =0,
Vc = Vcc – (IcRc)
Vc = 5V – 0
Vc = 5V
Namun apabila tegangan input yang diberikan ke terminal Basis adalah 5 volt, maka arus Basis dapat ditentukan dengan menerapkan hukum tegangan Kirchhoff.
Ketika
Vi = 5V
Ib = (Vi – Vbe) / Rb
Untuk Transistor Silicon Vbe = 0.7 V
Maka
Ib = (5V – 0.7V) / 50K ohm
Ib = 86 µA, lebih besar daripada 56.8 µA
Karena arus basis lebih besar dari 56,8 µA, Transistor akan didorong ke saturasi yang ON sepenuhnya ketika 5V diberikan pada input. Dengan demikian Output di Kolektor menjadi sekitar Nol.
Kesimpulan
Transistor dapat digunakan sebagai saklar dalam rangkaian elektronik, memungkinkan kontrol aliran arus dengan sinyal kecil.
Untuk menggunakan transistor sebagai saklar, Anda perlu memahami prinsip kerjanya dalam mode jenuh (on) dan mode terputus (off). Dengan memahami perhitungan dasar yang terkait, Anda dapat merancang rangkaian saklar transistor yang sesuai dengan kebutuhan Anda.
