Struktur dan Prinsip Kerja Transistor
Transistor dibangun dengan menumpuk atau menyusun tiga lapisan material semikonduktor yang berbeda secara bersamaan.
Beberapa lapisan tersebut ditambahkan elektron tambahan (suatu proses yang disebut "doping"), dan lapisan yang lain dihilangkan atau elektron dihapus ("holes"-tidak adanya elektron).
Bahan semikonduktor dengan tambahan elektron disebut tipe-n (n untuk negatif karena elektron memiliki muatan negatif) dan material dengan elektron yang dihapus disebut tipe-p (untuk positif).
Transistor dibuat dengan menumpuk n di atas p di atas n, atau p di atas n di atas p.
Dari struktur transistor NPN diatas dapat kita katakan elektron dapat dengan mudah mengalir dari daerah n ke daerah p, asalkan diberi sedikit kekuatan (tegangan) untuk mendorongnya.
Tetapi mengalir dari daerah p ke daerah n sangat sulit (membutuhkan banyak tegangan). Tetapi ada hal penting tentang transistor yang harus kamu tahu dimana bagian yang dibuat dengan model dua dioda kenyataannya bahwa elektron dapat dengan mudah mengalir dari basis tipe-p ke kolektor tipe-n selama persimpangan basis-emitor adalah forward bias (artinya basis berada pada tegangan lebih tinggi dari emitor).
Transistor NPN dirancang untuk meneruskan elektron dari emitor ke kolektor (arus konvensional dari kolektor ke emitor). Emitor "memancarkan" elektron ke basis, yang mana akan mengontrol jumlah elektron yang dipancarkan emitor.
Sebagian besar elektron yang dipancarkan "dikumpulkan" oleh kolektor, selanjutnya mengirimkannya ke rangkaian.
PNP bekerja dengan cara yang sama tetapi berlawanan. Basis masih mengontrol aliran arus, tetapi arus mengalir dalam arah yang berlawanan dari emitor ke kolektor. Emitor memancarkan "holes" (tidak ada elektron) yang dikumpulkan oleh kolektor.
Transistor seperti sebuah katup elektron. Pin basis seperti pegangan yang dapat kamu atur dimana kamu bisa mengatur lebih banyak atau lebih sedikit elektron mengalir dari emitor ke kolektor.
Analogi Air
Disini kita analogikan arus sebagai laju aliran air, tegangan adalah tekanan yang mendorong air melalui pipa, dan hambatan adalah lebar pipa.
Transistor seperti katup air yaitu suatu mekanisme yang dapat kita gunakan untuk mengontrol laju aliran, ada tiga keadaan (tate) dimana kita dapat menggunakan katup, yang masing-masing memiliki efek berbeda pada laju aliran dalam suatu sistem.
On -- Short Circuit
Sebuah katup dapat sepenuhnya dibuka sehingga memungkinkan air mengalir dengan bebas dimana seolah-olah katup tersebut tidak ada.
Pada analogi tersebut maka transistor dapat terlihat seperti terjadi hubungan pendek (short circuit) antara pin kolektor dan pin emitor, dimana arus akan bebas mengalir melalui kolektor, dan keluar melalui emitor.
Off -- Open Circuit
Ketika ditutup, katup akan dapat menghentikan aliran air.
Dengan cara yang sama terjadi pada transistor dimana dapat digunakan untuk membuat sirkuit terbuka (open circuit) antara kolektor dan pin emitor.
Kontrol Aliran Linier (Flow Control)
Dengan penyetelan yang tepat, katup dapat disetel untuk mengontrol laju aliran air sehingga antara terbuka dan tertutup.
Transistor juga dapat melakukan hal yang sama dimana secara linear transistor mengendalikan arus melalui rangkaian di beberapa titik antara sepenuhnya mati (open circuit) dan sepenuhnya aktif (short circuit). Dari analogi air diatas, lebar pipa mirip dengan resistansi dalam rangkaian, jika sebuah katup dapat menyesuaikan lebar pipa, maka sebuah transistor dapat mengatur resistensi antara kolektor dan emitor. Dengan kata lain, sebuah transistor mirip seperti resistor variabel yang dapat diatur.