Struktur Transistor
BJT (Bipolar Junction
Transistor) tersusun atas tiga material semikonduktor terdoping yang dipisahkan
oleh dua sambungan pn. Ketiga material semikonduktor tersebut dikenal dalam BJT
sebagai emitter, base dan kolektor (Gambar 1). Daerah base merupakan
semikonduktor dengan sedikit doping dan sangat tipis bila dibandingkan dengan
emitter (doping paling banyak) maupun kolektor (semikonduktor berdoping
sedang). Karena strukturnya fisiknya yang seperti itu, terdapat dua jenis BJT.
Tipe pertama terdiri dari dua daerah n yang dipisahkan oleh daerah p (npn), dan
tipe lainnya terdiri dari dua daerah p yang dipisahkan oleh daerah n (pnp).
Sambungan pn yang menghubungkan daerah base dan emitter dikenal sebagai
sambungan base-emiter (base-emitter
junction), sedangkan sambungan pn yang menghubungkan daerah base
dan kolektor dikenal sebagai sambungan base-kolektor (base-collector junction).
Gambar 1. Dua Jenis Bipolar Junction Transistor
(BJT)
Gambar 2 menunjukkan simbol skematik untuk bipolar
junction transistor tipe npn dan pnp. Istilah bipolar digunakan
karena adanya elektron dan hole sebagai muatan pembawa (carriers)
didalam struktur transistor.
Prinsip Kerja Transistor
Gambar 3 menunjukkan rangkaian
kedua jenis transistor npn dan pnp dalam mode operasi aktif transistor sebagai
amplifier. Pada kedua rangkaian, sambungan base-emiter (BE) dibias maju (forward-biased) sedangkan
sambungan base-kolektor (BC) dibias mundur (reverse-biased).
Gambar 3. Forward-Reverse Bias
pada BJT
Sebagai gambaran dan ilustrasi kerja transistor
BJT, misalkan pada transistor npn (gambar 4). Ketika base dihubungkan dengan
catu tegangan positif dan emiter dicatu dengan tegangan negatif maka daerah
depletion BE akan menyempit. Pencatuan ini akan mengurangi tegangan barrier
internal sehingga muatan mayoritas (tipe n) mampu untuk melewati daerah
sambungan pn yang ada. Beberapa hole dan elektron akan mengalami rekombinasi di
daerah sambungan sehingga arus mengalir melalui device dibawa oleh hole pada
base(daerah tipe-p) dan elektron pada emiter (daerah tipe-n ). Karena derajat
doping pada emiter (daerah tipe n) lebih besar daripada base (daerah tipe p),
arus maju akan dibawa lebih banyak oleh elektron. Aliran dari muatan minoritas
akan mampu melewati sambungan pn sebagai kondisi reverse bias tetapi pada skala
yang kecil sehingga arus yang timbul pun sangat kecil dan dapat diabaikan.
Elektron banyak mengalir dari emiter ke daerah
base yang tipis. Karena daerah base berdoping sedikit, elektron pada hole tidak
dapat berekombinasi seluruhnya tetapi berdifusi ke dalam daerah depletion BC.
Karena base dicatu negatif dan kolektor dicatu positif (reverse bias), maka
depletion BC akan melebar. Pada daerah depletion BC, elektron yang mengalir
dari emiter ke base akan terpampat pada daerah depletion BC. Karena pada daerah
kolektor terdapat muatan minoritas (ion positif) maka pada daerah sambungan BC
akan terbentuk medan listrik oleh gaya tarik menarik antara ion positif dan ion
negatif sehingga elektron tertarik kedaerah kolektor. Arus listrik kemudian
akan mengalir melalui device.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar