5.3 - Transistor

Terminal dan Jenis

Terminal	Fungsi
Pengeluar, E	Membekalkan pembawa cas kepada pengumpul.
Tapak, B	Lapisan nipis di bahagian tengah yang mengawal pengaliran pembawa cas daripada pengeluar ke pengumpul.
Pengumpul, C	Menerima pembawa cas daripada pengeluar.

Jenis	Struktur dan arah anak panah
npn	Tapak jenis-p di antara bahagian pengumpul dan pengeluar jenis-n. Anak panah pengeluar pada simbol menghala ke luar, menunjukkan arus dari B ke E.
pnp	Tapak jenis-n di antara bahagian pengumpul dan pengeluar jenis-p. Anak panah pengeluar pada simbol menghala ke dalam, menunjukkan arus dari E ke B.

Litar bertransistor mempunyai litar tapak dan litar pengumpul. Arus tapak $I_{B}$ yang kecil mengawal arus pengumpul $I_{C}$ yang jauh lebih besar.
Dalam litar bertransistor dengan mentol $L_{1}$ dan perintang $R_{B}$ dalam litar tapak, serta mentol $L_{2}$ dalam litar pengumpul:
- Suis terbuka: Litar tapak tidak lengkap, $I_{B} = 0$ dan mentol $L_{1}$ tidak menyala. Transistor tidak dihidupkan, maka $I_{C} = 0$ dan $L_{2}$ tidak menyala walaupun litar pengumpul lengkap.
- Suis tertutup: Rintangan tapak $R_{B}$ yang besar mengehadkan $I_{B}$ , maka $L_{1}$ menyala malap. Transistor dihidupkan dan $I_{C}$ yang lebih besar menyebabkan $L_{2}$ menyala terang.
Perintang tapak $R_{B}$ mengehadkan arus tapak supaya transistor tidak terlalu panas dan terbakar.
Voltan tapak–pengeluar $V_{BE}$ mesti mencapai nilai minimum untuk menghidupkan transistor: 0.7 V bagi silikon dan 0.3 V bagi germanium.
Menggantikan transistor npn dengan pnp memerlukan kekutuban bateri kedua-dua litar disongsangkan; arah $I_{B}$ , $I_{C}$ dan arus pengeluar $I_{E}$ turut disongsangkan.
Bagi litar yang beroperasi ini, $I_{B} < I_{C} < I_{E}$ ; apabila $I_{B} = 0$ , $I_{C} = 0$ .

Perubahan kecil arus tapak menghasilkan perubahan yang jauh lebih besar pada arus pengumpul. Ini membolehkan amplifikasi, contohnya dalam sistem pembesar suara penyanyi.
Faktor penggandaan amplifier, $β$ , ialah:

β = \frac{I _{C}}{I _{B}}

Gunakan unit arus yang sama bagi $I_{C}$ dan $I_{B}$ ; $β$ tidak mempunyai unit.
Graf contoh $I_{C}$ melawan $I_{B}$ ialah garis lurus melalui titik asalan dengan kecerunan positif. Kecerunannya sama dengan $β$ .
Dengan $I_{C} = 78.0 mA$ pada $I_{B} = 0.5 mA$ :

β = \frac{78.0 - 0}{0.5 - 0} = 156

Perubahan arus tapak sebanyak 1 mA menghasilkan perubahan arus pengumpul sebanyak 156 mA bagi graf ini.

Pembahagi voltan menghasilkan beza keupayaan output yang lebih kecil daripada bekalan tetap. Sambungkan $R_{1}$ dan $R_{2}$ secara bersiri merentasi voltan input $V_{in}$ ; ambil $V_{out}$ merentasi $R_{2}$ .
Arus yang sama mengalir melalui kedua-dua perintang dalam penghitungan pembahagi voltan:

V_{out} = \frac{R _{2}}{R _{1} + R _{2}} V_{in}

Pembahagi voltan mengawal voltan tapak dan seterusnya arus tapak. Menghidupkan atau mematikan arus tapak membolehkan transistor bertindak sebagai suis automatik dalam litar pengumpul.

Perintang peka cahaya (LDR) mempunyai rintangan tinggi dalam cahaya malap dan rintangan rendah dalam cahaya terang.
Dalam litar suis kawalan cahaya 6 V, perintang 10 kΩ berada di atas LDR dalam pembahagi voltan. Tapak disambungkan kepada titik pertemuan kedua-duanya melalui perintang 1 kΩ; voltan kawalan ialah voltan merentasi LDR.

Pencahayaan	Tindak balas litar
Gelap	Rintangan LDR meningkat, maka $V_{LDR}$ meningkat. Apabila voltan ini melebihi voltan minimum tapak–pengeluar, $I_{B}$ mengalir dan menghidupkan transistor. $I_{C}$ yang besar mengalir dan mentol menyala.
Cerah	Rintangan LDR berkurang, maka $V_{LDR}$ berkurang. Di bawah voltan minimum tapak–pengeluar, tiada arus tapak untuk menghidupkan transistor; arus pengumpul tidak mengalir dan mentol tidak menyala.

Aplikasi: Lampu jalan automatik.
Dalam kit transistor suis kawalan cahaya a.t. 6 V, menutup LDR mengurangkan keamatan cahaya lalu menghidupkan transistor dan LED.

Termistor berubah rintangan mengikut suhu persekitaran. Termistor dalam litar ini mempunyai rintangan tinggi pada suhu rendah dan rintangan lebih rendah apabila dipanaskan.
Dalam litar penggera kawalan suhu 6 V, termistor berada di atas perintang 10 kΩ $R$ dalam pembahagi voltan. Tapak disambungkan kepada titik pertemuan kedua-duanya melalui 1 kΩ; voltan kawalan ialah voltan merentasi $R$ .

Suhu persekitaran meningkat dan rintangan termistor berkurang.
Voltan merentasi termistor berkurang, manakala voltan $V_{R}$ merentasi $R$ meningkat.
Apabila $V_{R}$ melebihi voltan minimum tapak–pengeluar, arus tapak mengalir dan menghidupkan transistor.
Arus pengumpul yang besar mengalir dan mentol menyala.

Aplikasi: Pensuisan automatik dalam sistem penggera kawalan suhu.
Dalam kit transistor penggera kawalan suhu a.t. 6 V, pemanasan termistor menghidupkan transistor dan LED.