Transistor Sebagai Saklar

Berdasarkan karakteristiknya, selain sebagai penguat, transistor juga dapat berfungsi sebagai saklar. Untuk mengetahui cara kerja transistor sebagai saklar, sebaiknya dipahami terlebih dahulu istilah Cut-Off dan Saturasi pada transistor.

Cut-Off adalah kondisi transistor dimana arus basis sama dengan nol (IB = 0), arus output pada Collector (IC) sama dengan nol, dan tegangan pada Collector adalah maksimal atau sama dengan tegangan supply (VCE = VCC). Saturasi adalah kondisi transistor dimana arus basis adalah maksimal (IB=Max), arus Collector adalah maksimal (IC=Max), dan tegangan Collector-Emitor adalah minimal (VCE=0).

Apabila rangakaian transistor sebagai saklar menggunakan jenis transistor NPN, maka ketika basis diberi tegangan tertentu, transistor akan berada dalam kondisi ON (Saturasi), besarnya tegangan pada basis tergantung dari spesifikasi transistor itu sendiri (hFE, Vcc, dan IC Max).

Terminal Basis akan mengontrol arus yang mengalir dari Collector ke Emitor. Arus atau tegangan tertentu yang dihubungkan ke input (terminal Basis) akan menyebabkan transitor saturasi seperti halnya saklar tertutup seolah-olah terminal Collector dan Emitor terhubung singkat seperti saklar tertutup, akibatnya arus akan mengarir dari Collector ke Emitor. Pada kondisi ini tegangan Collector-Emitor (VCE) mendekati nol (0 Volt) . Sebaliknya jika tidak terminal Basis tidak diberi arus atau tegangan, maka transistor akan berada dalam kondisi Cut-Off dan terminal Collector-Emitor terputus seolah saklar terbuka, akibatnya arus tidak akan mengalir dari Collector ke Emitor. Dalam kondisi ini tegangan Collector-Emitor akan maksimal (sama dengan VCC).

Contoh:
Sebuah transistor NPN mempunyai penguatan (hFE) 100 kali dan IC= 20mA. Jika tegangan Vcc = 5 Volt, maka RB (Resistor pada Basis) yang dibutuhkan untuk menghasilkan arus Basis agar transitor menjadi ON adalah:

Transistor Sebagai Saklar

20 mA = 0,02 A
hFE = 100
hFE = IC / IB
100 = 20 / IB
IB = 0,02 / 100
IB = 0,0002 A (0,2 mA)

=> VBE = 0,6-0,7 Volt (Tegangan Basis-Emitor).Tegangan ini nilainya tetap.
=> Vin = 5 Volt
=> RB = (Vin - VBE) / IB
           = (5 - 0,6) / 0,0002
           = 4,4 / 0,0002
           = 22000 Ohm
           = 22 KOhm
                                 
Pada gambar di atas, lampu L1 akan menyala jika Basis diberi tegangan 5 Volt dan akan padam ketika Basis (Vin)= 0 Volt. Pada saat L1 On, transistor bekejra seperti saklar tertutup dan ketika L1 Off, transistor bekerja seperti saklar terbuka. Transistor sebagai saklar ini menjadi cikal-bakal pembuatan IC Digital logika (logic gate).

Referensi:
Tutorial Elektronika, Komputer, dan lain-lain (Transistor Sebagai Saklar Bagian 1 dan Bagian 2)