Cara Kerja Transistor Sebagai Saklar


Cara Kerja Transistor Sebagai Saklar – Sebelumnya sudah kami bahas apa itu transistor, berikut fungsi, macam, hingga cara kerjanya. Jika Anda perhatikan salah satu fungsi transistor adalah sebagai saklar. Transistor sebagai saklar mempunyai beberapa kelebihan dibandingkan dengan komponen elektronika sejenis lainnya.

Lalu sebenarnya bagaimana cara kerja dari transistor yang digunakan sebagai saklar? Berikut kami jelaskan lebih jauh mengenai transistor saklar ini. Sehingga Anda dapat mengetahui bagaimana komponen ini bekerja.

Agar lebih paham Anda perlu mengetahui apa itu transistor. Komponen transistor adalah sebuah komponen semikonduktor yang paling banyak dipakai pada rangkaian-rangkaian elektronika. Komponen ini mempunyai fungsi yang sangat beragam. Yang paling umum adalah sebagai saklar atau switch untuk menghidupkan ataupun mematikan suatu perangkat DC bertegangan rendah.

Baca juga: Memahami Cara Kerja Transistor

Sifat saturasi dan cut off pada transistor membuat komponen ini mempunyai karakteristik sebagai switch electric. Saat transistor berada dalam kondisi saturasi maka tegangan dari collector akan dilewatkan ke bagian emitor. Akan tetapi saat transistor dalam kondisi cut off maka tegangan dari collector tidak akan dilewatkan ke emitter. Pemicu kondisi transistor ada pada kondisi saturasi atau cut off ditentukan oleh trigger yang ada di kaki basis transistor.

Mode Pengoperasian Transistor

Transistor mempunyai tiga mode operasi yang bergantung pada kondisi bias maju (forward) atau mundur (reverse). Tiga mode pengoperasian transistor tersebut adalah aktif, cut-off, dan saturasi. Berikut penjelasan singkat ketiganya.

Mode Aktif

Dalam mode aktif transistor umumnya dipakai sebagai penguat arus. Saat transistor berada dalam kondisi aktif dua persimpangan berbeda bias. Yang artinya persimpangan basis emitor maju bias, sementara persimpangan kolektor-basis bias terbalik. Pada mode ini arus mengalir antara emitor, kolektor, dan jumlah aliran arus sebanding dengan arus basis.

Mode Cut-off

Pada mode ini persimpangan basis kolektor dan persimpangan basis emitor dibiaskan terbalik. Sehingga tidak memungkinkan arus mengalir dari kolektor ke emitor saat tegangan basis-emitor rendah. Pada mode cut-off perangkat sepenuhnya dimatikan lantaran arus yang mengalir lewat perangkat adalah nol.

Keterangan:

  1. Input basis dan basis dibuat ground atau V = 0 volt
  2. Tegangan basis ke emitor ( Vce < 0.7 volt)
  3. Arus yang lewat kolektor = 0 (IC=0 volt)
  4. Tegangan keluaran (Vout) = Vce = Vcc = 1

Gambar di atas adalah skema rangkaian kerja transistor yang difungsikan sebagai saklar. Arus masuk dari kaki basis (lb) pada transistor adalah nol. Demikian juga dengan arus keluaran pada kaki kolektor (lc) yang juga nol.

Sedangkan tegangan maksimum berada di kaki kolektor (Vce). Kondisi tersebut akan membuat arus tidak dapat memasuki komponen. Itulah mengapa transistor akan berada dalam kondisi full-off atau tidak aktif secara penuh. Di samping itu dapat diartikan pula bahwa kondisi di atas merupakan kondisi saat transistor sebagai saklar berada dalam mode atau area kerja cut-off.

Mode Saturasi

Pada mode ini basis emitor maupun persimpangan basis kolektor maju bias dialiri arus. Arus mengalir bebas dari kolektor menuju emitor saat tegangan basis-emitor tinggi. Sehingga perangkat sepenuhnya aktif atau On.

Dalam kondisi tersebut arus yang ada di kaki basis akan dibuat maksimum, sehingga dapat menghasilkan arus maksimum pada kaki kolektor, serta membuat tegangan di kaki emitor menjadi semakin kecil atau minimum. Dengan begitu transistor dapat dialiri arus secara maksimal.

Keterangan:

  1. Input dan basis dihubungkan ke Vcc
  2. Tegangan basis ke emitor Vbe > 0.7 volt
  3. Transistor dalam kondisi full-on
  4. Arus maksimal mengalir melewati kaki kolektor (Ic = Vcc / Rl)
  5. Tegangan yang lewat kaki emitor (Vce) = 0
  6. Transistor beroperasi dalam kondisi saklar tertutup atau closed switch

Dapat diartikan bahwa area jenuh atau saturasi adalah kondisi saat transistor dalam mode on. Yakni saat transistor bipolar sebagai saklar dua persimpangan mengalami bias maju, di mana Vb > 0.7 volt dan arus dari kolektor lc = maksimum.

Penjelasan di atas juga dapat disebut kondisi kerja transistor single-pole single-throw (SPST) saklar solid state. Prinsip kerjanya yaitu dengan sinyal yang masuk ke kaki basis adalah nol,, lalu transistor menjadi Off. Sehingga bertindak seperti saklar terbuka dengan arus yang mengalir menuju kolektor sebesar nol.

Sementara saat sinyal yang dimasukkan ke kaki basis adalah positif maka hal itu akan membuat transistor menjadi On dan bertindak seperti saklar tertutup. Dengan begitu ada arus maksimum yang melewati transistor.

Untuk beberapa aplikasi transistor sebagai saklar diperlukan jenis transistor yang berbeda. Misalnya untuk tegangan tinggi yang digunakan adalah transistor jenis darlington.

Contoh Penerapan Transistor Sebagai Saklar

Transistor yang dimanfaatkan sebagai saklar bisa dipakai untuk beberapa keperluan. Berikut ini ada beberapa contoh penerapan transistor sebagai saklar yang bisa Anda pelajari.

Transistor Sebagai Saklar LED

Transistor saklar dapat dimanfaatkan dalam rangkaian LED. Sebab dalam beberapa kondisi LED harus dipasang secara paralel dengan desain tertentu. Contohnya adalah saat ingin membuat running text LED yang membutuhkan LED dalam jumlah banyak.

Dengan demikian saat menyalakan LED langsung dari kaki Arduino atau controller lainnya maka LED tidak akan menyala. Maka dari itu kita harus membuat rangkaian transistor yang digunakan sebagai saklar atau penguat tegangan dan arus.

Saat terdapat tegangan dari Arduino atau microcontroller lain (logika high) maka LED akan menyala. Sedangkan jika dari pin Arduino memiliki logika low atau tidak ada tegangan (GND) maka LED tidak akan menyala. Dari prinsip ini dapat diketahui bahwa transistor juga dapat dipakai sebagai saklar LED.

Beban LED pada rangkaian transistor LED dapat diganti menjadi beban lain. Contohnya kipas, motor DC, ataupun beban DC lainnya.

Transistor Sebagai Saklar AC (Dengan Relay)

Agar dapat mengendalikan beban AC dan dikontrol lewat Raspberry, Arduino, ataupun mikrokontroler lain secara otomatis maka diperlukan sebuah rangkaian transistor dengan relay. Transistor yang mempunyai sifat on-off akan dipakai untuk mengaktifkan relay maupun menonaktifkan relay tersebut.

Relay ini pada dasarnya terdiri dari lilitan dan contactor. Saat lilitan dialiri listrik lilitan akan berubah menjadi magnet. Saat berubah menjadi magnet selanjutnya komponen tersebut akan menarik kontaktor agar kontaktor dapat terhubung. Demikian juga sebaliknya.

Contoh di atas hanyalah sebagian kecil dari pengaplikasian transistor sebagai saklar. Transistor juga bisa diaplikasikan untuk keperluan lain. Misalnya sebagai pengendali motor stepper, motor DC, dan beban-beban DC lainnya.

Baca juga: Cara Menggunakan Multimeter Yang Benar

Akan tetapi pemilihan transistor juga sangat penting dalam penentu beban transistornya. Contohnya untuk motor dengan beban 15A maka diperlukan transistor dengan kekuatan collector current yang lebih besar dari 15A. Atau juga bisa dibuat secara paralel sehingga transistor lebih tahan dan kuat.

Ingat, jika ingin menggunakan transistor sebagai saklar maka harus diatur sampai transistor full off maupun full on. Arus kecil pada basis mengontrol hambatan atau beban yang lebih besar dari kolektor saat itu. Sedangkan saat ingin mengatur arus dan tegangan yang besar, maka yang dipakai adalah transistor darlington.



Loading...

Leave a Comment