Cara Kerja Transistor Sebagai Saklar

Bahasan kita kali ini adalah cara kerja transistor sebagai saklar. Sebelum kita membahas topik ini, anda harus tahu terlebih dahulu bagian-bagian dari transistor pada gambar di bawah.

Gambar 1. Bagian-bagian Transistor NPN dan PNP

Pada rangkaian elektronika, transistor mempunyai kegunaan yang mana salah satunya adalah transistor sebagai saklar elektronik. Syarat agar transistor bekerja sebagai saklar adalah daerah kerja transistor harus berada pada daerah tersumbat (cut off) dan juga saturasi (on).

Apakah daerah cut off tersebut?

Agar transistor bekerja sebagai saklar, transistor tersebut harus memiliki dua kondisi yang bergantian yaitu pada kondisi tertutup yaitu pada saat saturasi dan kondisi kedua adalah “terbuka“ yaitu pada saat cut off (seperti saklar terbuka).

Sebuah switch atau saklar yang ideal harus memiliki karakteristik pada keadaan “off” atau dengan kata lain ia tidak dapat dilalui arus sama sekali dan dalam keadaan “on” ia tidak mempunyai tegangan drop.

Untai transistor yang bekerja sebagai saklar dan garis beban DC transistor terlihat pada Gambar 2.

Gambar 2. Untai transistor sebagai saklar

Transistor sebagai saklar yang bekerja dalam dua keadaan yaitu keadaan kerja penuh (saturasi) dan keadaan tidak bekerja sama sekali (cut off). Atau dengan kata lain transitor bekerja sebagai saklar  mempunyai dua keadaan kerja, yakni On dan Off.

Keadaan On pada transistor terjadi saat tegangan VCE (colector-emitor) mendekati nol. Hal ini karena pada saat keadaan On (saturasi) tegangan VCE sangat rendah dan arus colector (IC) sangat tinggi, sehingga menyebabkan transitor tersebut seperti sebuah saklar tertutup yang menghubungkan kolektor ke emitor.

Sedangkan keadaan OFF (cut off) tercapai pada saat tegangan colector-emitor (VCE) mendekati tegangan colector (VCC). Hal ini tejadi karena pada saat keadaan OFF (cut off) tegangan colector-emitor (VCE) sangat besar sedangkan arus yang mengalir pada colector (IC) sangat kecil, yang menyebabkan transitor seperti sebuah saklar terbuka (OFF).

1. Transistor Dalam Keadaan OFF / Terbuka
Ketika transistor dalam keadaan cut off, tidak ada arus yang mengalir melalui beban yang terpasang pada colector (Rc) kecuali arus bocor yang mengalir namun sangat kecil (Iceo), sehingga besarnya tegangan antara colector – emitor (Vce) adalah :

Vce = Vcc – (Iceo x Rc)

Karena besar arus colector-emitor (Ice) sangat kecil (Iceo = 0) maka tegangan Vce menjadi :

Vce = Vcc – (0 x Rc)

Sehingga:

Vce = Vcc

Sedangkan tegangan jatuh pada Rc sangat kecil sehingga dapat diabaikan.

2. Transistor Dalam Keadaan Tertutup
Jika sebuah transistor mendapat tegangan positif pada basisnya, maka transistor akan menjadi saturasi sehingga arus basis (Ib) mengalir dan menyebabkan arus mengalir dari kolektor (Ic) ke emitor (Ie) melewati tahanan beban colector (Rc) menyebabkan besar tegangan antara kolektor dan emitor menjadi nol (Vce = 0) dan tegangan jatuh pada beban Rc adalah :

Vce = Ic x Rc

Jadi besar arus basis (Ib) pada saat transistor dalam keadaan saturasi adalah :

Ib = (Vbb-Vbe) / Rb

Berdasarkan hukum Kirchoff besar arus yang mengalir di emitor (Ie) adalah :

Ie = Ib + Ic

Transistor sebagai saklar tertutup
Arus yang mengalir pada kolektor (Ic) saat transistor saturasi
adalah :

Ic = Vcc/Rc

Keterangan:
Vbe adalah tegangan pada basis emitor
Vce adalah tegangan pada colector emitor
Vcc adalah Sumber tegangan pada colector
Ib adalah Arus yang melewati basis
Ic adalah Arus yang melalui colector
Rb adalah hambatan yang terpasang pada basis
Rc adalah hambatan yang terpasang pada colector

Gambar 3 berikut adalah grafik atau kurva dari transistor sebagai saklar.

Gambar 3. Kurva transistor sebagai saklar

Kalau beban yang terpasang berupa induktor yang bersifat induktif, maka dibutuhkan dioda. Dioda tersebut berguna sebagai dioda freewhelling yang menghubung singkat beban induktif tersebut sehingga menghilangkan tegangan induksi (arus yang tersimpan pada beban induktif) yang biasanya muncul disaat saklar dalam keadaan off. Hal ini dapat menghindarkan kerusakan pada transistor.

Demikianlah cara kerja transistor sebagai saklar. Anda bisa juga mengunjungi halaman kami yang membahas tentang cara kerja saklar, yang merupakan salah satu jenis transistor yang digunakan pada rangkaian elektronika daya.

About the author

Dedy Fermana, yang lebih akrab disapa Dedy, adalah Seorang Content Artikel di Birolistrik. Ia suka mengikuti tren seputar teknologi seperti kelistrikan, Pendingin (AIr Conditioner), PLC, SEO. Melalui tutorial Birolistrik ini, Dedy ingin berbagi informasi dan membantu pembaca untuk menyelesaikan masalah yang dialami seputar artikel.

Leave a Reply