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.

Pengecekan transistor PNP

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.

Mengetahui hal ini kita bisa menentukan atau mengetahui kawat atau kaki-kaki transistor. Hal ini penting karena biasanya kemasan transistor tidak standar, sehingga kita tidak bisa menentukan kaki-kaki transistor tersebut hanya secara fisik. Transistor memiliki tiga kawat atau kaki yang bernama emitor,basis, dan kolektor. Misalkan saja seorang teknisi ingin mengetahui kaki-kaki transistor menggunakan multimeter dengan fungsi khusus dioda(diode check). Teknisi tersebut mengukur dan mencatat hasil yang diperoleh dari pengukuran tiap pasang kaki transistor tersebut. Perhatikan gambar dibawah ini dan lihat hasil pengukurannya.

Transistor bipolar yang tidak diketahui. carilah kaki-kaki transistor tersebut, yang mana emitor, basis, dan kolektor?

Hasil pengukuran yang didapat pada tiap pasang kaki atau kawat transistor adalah sebagai berikut :

• ·         Pada kawat 1(+) dan kawat 2(-) adalah “OL”
• ·         Pada kawat 1(-) dan kawat 2(+) adalah “OL”
• ·         Pada kawat 1(+) dan kawat 3(-) adalah “0,655 V”
• ·         Pada kawat 1(-) dan kawat 3(+) adalah “OL”
• ·         Pada kawat 2(+) dan kawat 3(-) adalah “0,621 V”
• ·         Pada kawat 2(-) dan kawat 3(+) adalah “OL”

Dari hasil pengukuran diatas tersebut yang menunjukkan tegangan maju adalah

• ·         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.
• ·         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).

Identifikasi transistor bipolar (BJT)

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.

Ilustrasi aliran arus pada sambungan PN transistor

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.

Sepasang dioda yang back to back tidak memiliki sifat seperti transistor

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.

Sampai disini dulu artikel tentang mengecek kondisi transistor bipolar, semoga artikelnya bisa bermanfaat. Baca juga artikel-artikel tentang transistor yang lainnya seperti "Prinsip dasar transistor sebagai device saklar" dan "transistor dalam mode aktif".

Tweet

Subscribe to receive free email updates: