Transistor

PENGERTIAN

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.

Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal. Tegangan atau arus yang dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2 terminal lainnya. Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern. Dalam rangkaian analog, transistor digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil, dan penguat sinyal radio. Dalam rangkaian-rangkaian digital, transistor digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate, memori, dan komponen-komponen lainnya.

CARA KERJA SEMIKONDUKTOR

Pada dasarnya, transistor dan tabung vakum memiliki fungsi yang serupa; keduanya mengatur jumlah aliran arus listrik.
Untuk mengerti cara kerja semikonduktor, misalkan sebuah gelas berisi air murni. Jika sepasang konduktor dimasukan kedalamnya, dan diberikan tegangan DC tepat dibawah tegangan elektrolisis (sebelum air berubah menjadi Hidrogen dan Oksigen), tidak akan ada arus mengalir karena air tidak memiliki pembawa muatan (charge carriers). Sehingga, air murni dianggap sebagai isolator. Jika sedikit garam dapur dimasukan ke dalamnya, konduksi arus akan mulai mengalir, karena sejumlah pembawa muatan bebas (mobile carriers, ion) terbentuk. Menaikan konsentrasi garam akan meningkatkan konduksi, namun tidak banyak. Garam dapur sendiri adalah non-konduktor (isolator), karena pembawa muatanya tidak bebas.
Silikon murni sendiri adalah sebuah isolator, namun jika sedikit pencemar ditambahkan, seperti Arsenik, dengan sebuah proses yang dinamakan doping, dalam jumlah yang cukup kecil sehingga tidak mengacaukan tata letak kristal silikon, Arsenik akan memberikan elektron bebas dan hasilnya memungkinkan terjadinya konduksi arus listrik. Ini karena Arsenik memiliki 5 atom di orbit terluarnya, sedangkan Silikon hanya 4. Konduksi terjadi karena pembawa muatan bebas telah ditambahkan (oleh kelebihan elektron dari Arsenik). Dalam kasus ini, sebuah Silikon tipe-n (n untuk negatif, karena pembawa muatannya adalah elektron yang bermuatan negatif) telah terbentuk.
Selain dari itu, silikon dapat dicampur dengan Boron untuk membuat semikonduktor tipe-p. Karena Boron hanya memiliki 3 elektron di orbit paling luarnya, pembawa muatan yang baru, dinamakan "lubang" (hole, pembawa muatan positif), akan terbentuk di dalam tata letak kristal silikon.
Dalam tabung hampa, pembawa muatan (elektron) akan dipancarkan oleh emisi thermionic dari sebuah katode yang dipanaskan oleh kawat filamen. Karena itu, tabung hampa tidak bisa membuat pembawa muatan positif (hole).
Dapat disimak bahwa pembawa muatan yang bermuatan sama akan saling tolak menolak, sehingga tanpa adanya gaya yang lain, pembawa-pembawa muatan ini akan terdistribusi secara merata di dalam materi semikonduktor. Namun di dalam sebuah transistor bipolar (atau diode junction) dimana sebuah semikonduktor tipe-p dan sebuah semikonduktor tipe-n dibuat dalam satu keping silikon, pembawa-pembawa muatan ini cenderung berpindah ke arah sambungan P-N tersebut (perbatasan antara semikonduktor tipe-p dan tipe-n), karena tertarik oleh muatan yang berlawanan dari seberangnya.
Kenaikan dari jumlah pencemar (doping level) akan meningkatkan konduktivitas dari materi semikonduktor, asalkan tata-letak kristal silikon tetap dipertahankan. Dalam sebuah transistor bipolar, daerah terminal emiter memiliki jumlah doping yang lebih besar dibandingkan dengan terminal basis. Rasio perbandingan antara doping emiter dan basis adalah satu dari banyak faktor yang menentukan sifat penguatan arus (current gain) dari transistor tersebut.
Jumlah doping yang diperlukan sebuah semikonduktor adalah sangat kecil, dalam ukuran satu berbanding seratus juta, dan ini menjadi kunci dalam keberhasilan semikonduktor. Dalam sebuah metal, populasi pembawa muatan adalah sangat tinggi; satu pembawa muatan untuk setiap atom. Dalam metal, untuk mengubah metal menjadi isolator, pembawa muatan harus disapu dengan memasang suatu beda tegangan. Dalam metal, tegangan ini sangat tinggi, jauh lebih tinggi dari yang mampu menghancurkannya. Namun, dalam sebuah semikonduktor hanya ada satu pembawa muatan dalam beberapa juta atom. Jumlah tegangan yang diperlukan untuk menyapu pembawa muatan dalam sejumlah besar semikonduktor dapat dicapai dengan mudah. Dengan kata lain, listrik di dalam metal adalah inkompresible (tidak bisa dimampatkan), seperti fluida. Sedangkan dalam semikonduktor, listrik bersifat seperti gas yang bisa dimampatkan. Semikonduktor dengan doping dapat diubah menjadi isolator, sedangkan metal tidak.
Gambaran di atas menjelaskan konduksi disebabkan oleh pembawa muatan, yaitu elektron atau lubang, namun dasarnya transistor bipolar adalah aksi kegiatan dari pembawa muatan tersebut untuk menyebrangi daerah depletion zone. Depletion zone ini terbentuk karena transistor tersebut diberikan tegangan bias terbalik, oleh tegangan yang diberikan di antara basis dan emiter. Walau transistor terlihat seperti dibentuk oleh dua diode yang disambungkan, sebuah transistor sendiri tidak bisa dibuat dengan menyambungkan dua diode. Untuk membuat transistor, bagian-bagiannya harus dibuat dari sepotong kristal silikon, dengan sebuah daerah basis yang sangat tipis.

CARA KERJA TRANSISTOR

Dari banyak tipe-tipe transistor modern, pada awalnya ada dua tipe dasar transistor, bipolar junction transistor (BJT atau transistor bipolar) dan field-effect transistor (FET), yang masing-masing bekerja secara berbeda.
Transistor bipolar dinamakan demikian karena kanal konduksi utamanya menggunakan dua polaritas pembawa muatan: elektron dan lubang, untuk membawa arus listrik. Dalam BJT, arus listrik utama harus melewati satu daerah/lapisan pembatas dinamakan depletion zone, dan ketebalan lapisan ini dapat diatur dengan kecepatan tinggi dengan tujuan untuk mengatur aliran arus utama tersebut.
FET (juga dinamakan transistor unipolar) hanya menggunakan satu jenis pembawa muatan (elektron atau hole, tergantung dari tipe FET). Dalam FET, arus listrik utama mengalir dalam satu kanal konduksi sempit dengan depletion zone di kedua sisinya (dibandingkan dengan transistor bipolar dimana daerah Basis memotong arah arus listrik utama). Dan ketebalan dari daerah perbatasan ini dapat diubah dengan perubahan tegangan yang diberikan, untuk mengubah ketebalan kanal konduksi tersebut. Lihat artikel untuk masing-masing tipe untuk penjelasan yang lebih lanjut.

Perbandingan Teknologi LCD TV dan Plasma TV

Plasma TV menggunakan layar yang terdiri dari beberapa sel. Dalam setiap sel terdapat dua panel kaca yang dipisahkan oleh celah sempit. Ketika proses manufaktur berlangsung, pada celah sempit tersebut gas neon-xenon disuntikkan dan disegel berbentuk plasma. Sedangkan pada LCD TV, dua lapisan bahan transparan dilekatkan satu sama lain dan dibuat terpolarisasi. Salah satu lapisan dilapisi dengan polimer khusus yang menyentuh setiap kristal cair.

Pada saat Plasma TV digunakan, gas diberi muatan listrik pada interval tertentu. Gas yang telah bermuatan listrik itu memancarkan fosfor berwarna merah, hijau, dan biru. Warna-warna yang dihasilkan itu disebut pixel atau elemen gambar yang selanjutnya membentuk gambar pada layar televisi. Proses untuk menghasilkan gambar pada LCD TV berbeda dengan Plasma TV. Pada saat LCD TV digunakan, arus listrik akan melalui setiap kristal cair yang memungkinkan kristal itu meneruskan atau memblokir cahaya untuk menghasilkan gambar.

Pembakaran fosfor yang terjadi pada Plasma TV untuk menghasilkan gambar akan mengakibatkan efek panas pada Plasma TV. Sementara itu, kristal pada LCD TV tidak memiliki cahaya sendiri, sehingga LCD TV memerlukan sumber cahaya eksternal. Namun hal ini dapat mengurangi efek panas ketika LCD TV sedang digunakan.

Berdasarkan teknologi dan cara kerja kedua jenis televisi tersebut, LCD TV memiliki kelebihan dibandingkan Plasma TV. Tidak adanya fosfor menjadikan LCD TV hanya memerlukan daya yang lebih kecil daripada Plasma TV. Selain itu, sumber cahaya eksternal pada LCD TV menghasilkan efek panas yang lebih kecil daripada Plasma TV.

Masih ada keunggulan LCD TV yang perlu dipertimbangkan. Peningkatan ketajaman gambar yang dihasilkan LCD TV dapat menjadi alasan lain untuk memilih jenis televisi yang paling tepat. Produk LCD TV yang lebih ringan daripada Plasma TV pada ukuran yang sama dapat menentukan jenis televisi terbaik di antara semua produk yang ditawarkan.

Cara Kerja DVD Player

Cara Kerja DVD Player tak ada bedanya dengan cara kerja CD Player , karena keduanya memiliki komponen optik yang mampu menyorotkan sinar laser berwarna merah ke arah permukaan piringan, atau tepatnya ke permukaan layer dari suatu piringan CD maupun DVD.
DVD player mampu menguraikan (decode) data video MPEG-2 yang diubah menjadi video komposit standar, agar dapat dinikmati pada pesawat televisi, begitu juga dengan proses decoding audionya diterjemahkan oleh prosesor Dolby untuk dikirim menjadi sinyal audio yang berujung di perangkat speaker.
Ada tiga komponen yang sangat mendasar dan paling diperlukan untuk sebuah DVD Player, seperti:
1.Motor penggerak putaran piringan yang berfungsi untuk mengontrol setiap gerakan putar dengan tingkat akurasi yang sangat presisi. Motor ini sangat membantu proses pembacaan trak yang memiliki putaran antara 200 sampai dengan 500 RPM.
2.Sebuah laser dan lensa yang menjadi perangkat utama dalam memfokuskan pembacaan data dari piringan menggunakan penembakan sistem laser , biasanya laser ini sangat kompatibel dengan jenis piringan CD. Kalau CD bekerja pada laser dengan panjang gelombang 780 nanometer, sedangkan untuk DVD pada 635 atau 650 nanometer.
3.Trak mekanik (tracking mechanism) yang merupakan perangkat bantu yang bertugas menggerakkan laser beam mengikuti gerak trak beralur spiral dari setiap piringan. Sistem tracking ini mampu bergerak dengan resolusi tingkat mikron.
Didalam DVD Player terdapat komponen berbasis teknologi komputer yang dikemas dalam blok data berbentuk IC (Integrtated Circuit), dimana salah satunya mengarah ke modul DAC (Digital Analog Converter) yang memang berfungsi untuk menangani data audio dan video, atau bahkan langsung menuju ke komponen dengan format digital, seperti data video digital .Prinsip kerja DVD Player yang paling fundamental terletak pada pemfokusan dari laser ketika melakukan pembacaan pit-pit dijalur trak, karena titik kerjanya harus dapat terfokus pada setiap permukaan bidang pantul. Ini sangat menentukan terutama waktu menjalankan jenis piringan DVD yang memiliki double-layer , karena dalam satu muka terdapat dua lapis reflektor yang masing-masing memiliki jarak yang berbeda, sehingga titik fokusnya juga tidak sama. Untuk lapis pertama dibuat sebagai bidang reflektif semi-transparan, dimana laser juga harus mampu menembusnya ketika membaca data pada layer inti yang berada di lapis kedua.
Setiap sorotan laser akan langsung mengenai lapisan pemantul bahan polycarbonate dari piringan DVD , kemudian dipantulkan kembali ke komponen opto-electronic yang bertugas mendeteksi setiap perubahan cahaya yang dipantulkan. Jadi dari opto-electronic tersebut kemudian diterjemahkan menjadi kode-kode binary yang biasa disebut bit.
Pekerjaan paling berat dalam sistem pembacaan dari piringan DVD adalah pada saat menjaga posisi sorotan laser yang harus tetap fokus ditengah-tengah jalur trak data.Tugas ini dibebankan pada tracking system yang selalu bergerak kontinu dari tengah ke pinggir piringan, sehingga akan terjadi pergeseran laser dari arah dalam bergerak keluar secara linier. Kecepatan dari pembacaan datanya juga berlangsung konstan, ini dapat kita buktikan melalui gerakan motor spindle yang berputar semakin lambat ketika mata laser mulai menuju ke pinggir piringan DVD