Transistor Sebagai Sakelar

TRANSISTOR BERFUNGSI SEBAGAI SAKELAR

            Sakelar adalah alat penghubung atau pemutus rangkaian, dalam elektronika sakelar dapat dilakukan dengan beberapa cara. Seperti dengan sakelar mekanis, IC ( Integrated Circuit ) dan Transistor.

            Salah satu kegunaan transistor adalah berfungsi sebagai sakelar, yang dalam aplikasinya digunakan untuk mengendalikan komponen lainnya seperti relai, motor, solenoid, lampu dan lain-lain. Kecepatan sakelar transistor modern lebih tinggi daripada thyristor akan tetapi karena tingkat tegangan dan arusnya lebih rendah daripada thyristor, transistor sering digunakan dalam aplikasi daya rendah-daya menengah.

            Dengan memanfaatkan karakteristik transistor emitor bersama, pada kondisi saturasi (jenuh) dan keadaan cut-off (mati), maka transistor dapat dijadikan sakelar dengan pemutus dan penyambungnya berupa tegangan pada basisnya

A.    Titik Kerja Transistor Sebagai Sakelar.

Transistor berfungsi sebagai sakelar beroperasi dalam wilayah saturasi menghasilkan drop tegangan kondisi ON yang rendah. Transistor dalam keadaan jenuh/saturasi dapat dianalogikan seperti sakelar dalam keadaan terbuka sedangkan dalam keadaan cut-off seperti sakelar dalam keadaan terbuka. Seperti gambar rangkaian dibawah ini :

Gambar. Analogi Transistor Sebagai Sakelar Posisi ON

Gambar. Analogi Transistor Sebagai Sakelar Posisi OFF

Prinsip kerja transistor berfungsi sebagai sakelar adalah dengan memanfaatkan kondisi saat berada pada 2 daerah kerjanya yaitu daerah jenuh (saturasi) dan daerah cut-off (daerah mati). Kedua daerah kerja transistor bias didapatkan dengan cara mengatur arus yang melewati basis dari transistor

Daerah Jenuh Transistor ( Saturasi ).

Daerah dimana keadaan transistor mengalirkan arus secara maksimum dari kolektor ke emitor, seolah-olah transistor dalam keadaan short pada kolektor-emitor.  Saturasi akan didapat jika basis transistor diberi arus yang cukup besar sehingga transistor menjadi jenuh dan berfungsi sebagai sakelar yang menutup “ full on ”. Daerah saturasi adalah dimulai dari VCE = 0 Volt sampai kira-kira 0,7 Volt (transistor silicon) atau 0,3 Volt (transistor germanium) yaitu akibat dari tegangan VCE belum mencukupi untuk dapat menyebabkan aliran elektron.

Daerah Mati Transistor (Cut-off).

Daerah dimana keadaan transistor menyumbat pada kolektor-emitor, daerah cut-off sering diberi nama daerah mati karena pada daerah ini transistor tidak dapat mengalirkan arus dari kolektor ke emitor. Keadaan cut-off didapatkan jika arus basis dilewati arus yang amat kecil bahkan hampir nol sehingga transistor berfungsi sebagai sakelar yang terbuka “ full off “. Daerah cut off adalah dimulai dari arus IC mulai konstan akibat dari tegangan Vcc dinaikkan perlahan-lahan sampai pada tegangan tertentu VCE.

Perhatikan Gambar Berikut Ini :

Gambar. Rangkaian Dasar Transistor Emitor Terbumi

Persamaan Transistor :

IC = β IB…………………….. (1)

Β = Penguatan transistor (gain)

Dari persamaan (1), jika IB = 0 maka IC = 0, artinya transistor tidak menghantarkan arus IC, dengan kata lain posisi cut-off atau mati.

Dari rangkaian diatas diperoleh persamaan sebagai berikut :

…………. (2)

...............(3)   

Disebut persamaan garis beban

Sedangkan karakteristik keluaran transistor dan  garis beban adalah sebagai berikut :

Gambar. Karakteristik Kurva Transistor.

Dari gambar diatas, pada saat kondisi saturasi (jenuh) menaikkan IB tidak lagi dapat menaikkan IC, lihat IB5 dan IB6 menghasilkan IC yang sama dengan IC saturasi.

.....……….. {4}

Artinya arus besar, tegangan menuju nol {0}.

Dapat dikatakan hambatan pada CE menuju nol {0} jadi untuk membuat transistor berlaku sebagai sakelar yang ON, diberikan tegangan VB yang mengakibatkan saturasi.

Sedangkan jika VB = 0 maka IB = 0 dan IC = 0, lihat persamaan {1}

Maka pada kondisi ini transistor pada kondisi tidak menghantarkan arus IC sama dengan kondisi sakelar terbuka.

B. Kelebihan dan Kekurangan Transistor Berfungsi Sebagai Sakelar.

• Arus beban yang dapat bertahan jumlahnya kecil, maka beban yang sesuai harus dipilih dengan baik. Jika tidak akan terjadi dispasi daya yang berlebihan sehingga beresiko terjadinya pada transistor.
• Pen-sakelar-an sangat cepat akurat.& tidak adanya “ bouncing “ seperti sakelar mekanik yang memakai relai.
• Supply tegangan yang dibutuhkan kecil.