Cara mengetahui atau mengecek kondisi transistor bipolar (BJT)
Transistor bipolar merupakan komponen
elektronika yang terdiri dari tiga lapis bahan semikonduktor, baik yang
berjenis PNP maupun NPN. Transistor dapat dibayangkan seperti dua dioda yang
terhubung membelakangi (back to back) saat diuji atau dicek dengan multimeter.
Seperti yang diilustrasikan oleh gambar dibawah ini. hasil pembacaan resistansi
rendah akan didapatkan bila ujung probe yang berwarna hitam(-) dihubungkan
dengan basis yang bertipe N pada transistor PNP. Dan ujung probe yang berwarna
merah(+) dihubungkan dengan kaki emitor, hasil yang sama (resistansi rendah)
juga akan ditunjukkan bila ujung probe merah(+) dihubungkan dengan kolektor,
dan ujung probe satunya (-) tetap terhubung dengan basis. Dan pembacaan hasil
resistansi rendah ini disebut bias maju, dan begitu sebaliknya bila polaritas
pengukuran dibalik, maka resistansi akan menunjukkan nilai yang begitu besar.
Dan hasil resistansi yang begitu besar ini disebut bias mundur.
Beberapa multimeter biasanya tidak hanya dilengkapi dengan Ohmmeter, tapi juga ada yang dilengkapi dengan fungsi khusus untuk dioda yaitu “dioda check”. Jika multimeter anda terdapat fungsi ukur khusus dioda, maka menggunakan itu akan lebih baik dari pada menggunakan ohmmeter. Dengan fungsi pengukuran khusus dioda tersebut kita bisa mengetahui tegangan maju yang sebenarnya pada persimpangan PN. Pada transistor NPN tentu saja hasil pembacaan multimeter akan sebaliknya, karena kedua persimpangannya menghadap kearah lain. Hasil pembacaan dengan nilai resistansi rendah akan didapat bila probe multimeter (ohmmeter) yang berwarna merah(+) tersebut berada pada kaki basis yang bertipe positif(+).
Jika kita menguji atau mengukur transistor
dengan “dioda check” maka kita akan mengetahui kalau tegangan maju basis-emitor
akan sedikit lebih besar dari tegangan maju basis-kolektor. Perbedaan tegangan
maju ini dikarenakan adanya perbedaan konsentrasi dalam sebuah proses saat
membuat transistor yang dinamakan doping(level doping). Perbedaan level doping
antara emitor dan kolektor, dimana emitor terdiri dari bahan semikonduktor yang
level dopingnya lebih tinggi daripada kolektor, menyebabkan drop tegangan maju
emitor dengan basis, sedikit lebih tinggi atau lebih besar.
Hasil pengukuran yang didapat pada tiap
pasang kaki atau kawat transistor adalah sebagai berikut :
1.
Pada
kawat 1(+) dan kawat 2(-) adalah “OL”.
2.
Pada
kawat 1(-) dan kawat 2(+) adalah “OL”.
3.
Pada
kawat 1(+) dan kawat 3(-) adalah “0,655 V”.
4.
Pada
kawat 1(-) dan kawat 3(+) adalah “OL”.
5.
Pada
kawat 2(+) dan kawat 3(-) adalah “0,621 V”.
6.
Pada
kawat 2(-) dan kawat 3(+) adalah “OL”
Dari hasil pengukuran diatas tersebut yang menunjukkan
tegangan maju adalah:
1.
kawat 1
dan 3, dimana kawat 1 dihubungkan dengan probe berwarna merah atau positif(+)
dan kawat 3 yang dihubungkan dengan probe yang berwarna hitam(-), dan tegangan
maju 0,655V.
2.
kawat 2
dan 3, dimana kawat 2 dapat probe positif dan kawat 3 dapat probe negatif. Dan
tegangan maju 0,621 V.
Kedua tegangan maju tersebut merupakan drop
tegangan maju dari persimpangan emitor-basis dan kolektor-basis. Karena kedua
tegangan maju tersebut adalah hubungan kaki-kaki transistor dengan kaki basis
transistor, maka jelas terlihat bahwa kaki atau kawat 3 adalah basis transistor
itu. Dan dari hasil pengukuran diatas juga terlihat, kalau kedua tegangan maju
tersebut terdiri dari kawat 1-3 dan kawat 2-3, dan kawat 3 yang merupakan basis
transistor tersebut mendapatkan probe ukur warna hitam atau negatif (-), dan
dari situ kita bisa menyimpulkan bahwa basis transistor merupakan bahan
semikonduktor yang bertipe-N atau dengan kata lain transistor ini bertipe PNP
dengan basis pada kawat 3, emitor pada kawat 1, dan kolektor pada kawat 2.
(Seperti yang dijelaskan pada gambar dibawah ini).
Jadi penting untuk diingat bahwa kaki basis
transistor belum tentu kawat transistor yang berada ditengah. Hal ini memang
cukup membingungkan bagi orang awam, namun satu-satunya cara untuk
menentukannya adalah dengan multimeter(alat ukur) atau dengan referensi “lembar
data” dokumentasi pabrikan transistor.
Meskipun transistor dapat dibayangkan seperti
dua dioda yang terhubung back to back saat melakukan pengcekan dengan
multimeter. Namun kenyataannya, dua dioda yang dihubungkan seperti transistor
itu gagal atau tidak dapat digunakan sebagai perangkat penguat seperti
transistor pada umumnya. Untuk menggambarkan paradoks ini, perhatikan gambar
diagram sirkuit transistor sebagai saklar dibawah ini.
Sebuah panah diagonal yang berwarna abu-abu
menunjukkan arah aliran elektron melalui emitor ke basis. Arah aliran elektron
ini masuk akal, karena elektron mengalir dari emitor yang bertipe N ke basis
yang bertipe P (bias maju). Namun pada persimpangan atau sambungan
basis-kolektor ada masalah yang lain. Perhatikan panah abu-abu tebal yang
menunjukkan arah aliran elektron dari basis ke kolektor. Arah aliran elektron
ini jelas menunjukkan bias mundur, karena elektron mengalir pada basis yang
bertipe P menuju ke kolektor yang bertipe N. Namun kenyataannya, pada
persimpangan atau sambungan PN yang normal tidak akan membiarkan arah elektron
mengalir pada mode bias mundur (setidaknya bila tidak ada perlawanan arus yang
signifikan). Akan tetapi pada transistor yang jenuh menunjukkan kecilnya
perlawanan terhadap elektron. Hal ini dapat dibuktikan dengan nyala lampu itu.
Mungkin jelas sudah kalau fungsi transistor tidak bisa digantikan dengan dua dioda yang dihubungkan seri secara back to back, karena persimpangan PN antara basis-kolektor dapat mengalirkan arus atau elektron pada reverse bias saat transistor jenuh, sedangkan dioda tidak bisa. Perhatikan gambar dibawah ini, yang menunjukkan dua dioda yang tidak bisa menggantikan transistor sebagai saklar, sehingga lampu tetap mati.
Dari gambar diatas kita bisa menyimpulkan,
kalau transistor seperti dua dioda yang dihubungkan itu mungkin hanya sebuah
gambaran dengan tujuan untuk mempermudah kita dalam pengujian transistor. Sebenarnya
bagaimana prinsip dasar transistor itu bekerja? Pada bias mundur (reverse bias)
sambungan basis-kolektor mencegah arus kolektor saat transistor dalam mode
cutoff (ketika tidak ada arus basis). Dan jika sambungan basis-emitor menjadi
bias maju oleh sinyal pengendali, transistor menjadi jenuh dan tindakan
sambungan basis-kolektor yang tadinya memblokir/mencegah aliran arus akan
berubah menjadi mengalirkan arus, meskipun arah aliran itu dalam bias mundur
(reverse bias).
Faktor level atau konsenstrasi doping lah yang telah memainkan bagian penting dalam kemampuan khusus yang dimiliki transistor, fakta ini dibuktikan lebih lanjut bahwa kolektor dan emitor tidak dapat di tukar. Bila sebuah transistor hanya digambarkan sebagai dua sambungan PN yang back to back, atau hanya sebagai lapisan PNP atau NPN yang polos, mungkin akan tampak seolah-olah kedua ujung transistor dapat berfungsi sebagai kolektor atau bisa juga sebagai emitor. Namun kenyataannya transistor tidak seperti itu, kolektor dan emitor tidak dapat ditukar, meskipun dalam kenyataannya lapisan emitor ataupun kolektor terbuat dari bahan atau jenis doping yang sama (baik N atau P), namun emitor dan kolektor tentu tidak sama secara identik.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar