transistor pertemuan dwikutub (bjt) adalah salah satu jenis dari transistor.
ini adalah peranti tiga-saluran yang terbuat dari bahan semikonduktor terkotori.
dinamai dwikutub karena operasinya menyertakan baik elektron maupun lubang elektron, berlawanan dengan transistor ekakutub seperti fet yang hanya menggunakan salah satu pembawa.
walaupun sebagian kecil dari arus transistor adalah pembawa mayoritas, hampir semua arus transistor adalah dikarenakan pembawa minoritas, sehingga bjt diklasifikasikan sebagai peranti pembawa-minoritas.
pengendalian tegangan, arus dan muatan
arus kolektor-emitor dapat dipandang sebagai terkendali arus basis-emitor (kendali arus) atau tegangan basis-emitor (kendali tegangan).
pandangan tersebut berhubungan dengan hubungan arus-tegangan dari pertemuan basis-emitor, yang mana hanya merupakan kurva arus-tegangan eksponensial biasa dari diode pertemuan p-n.
penjelasan fisika untuk arus kolektor adalah jumlah muatan pembawa minoritas pada daerah basis.
"if the principle of space charge neutrality is used in the analysis of the transistor, it is evident that the collector current is controlled by means of the positive charge (hole concentration) in the base region.
... when a transistor is used at higher frequencies, the fundamental limitation is the time it takes the carriers to diffuse across the base region..." (same in 4th and 5th editions) model mendetail dari kerja transistor, model gummelpoon, menghitung distribusi dari muatan tersebut secara eksplisit untuk menjelaskan perilaku transistor dengan lebih tepat.
pandangan mengenai kendali-muatan dengan mudah menangani transistor-foto, dimana pembawa minoritas di daerah basis dibangkitkan oleh penyerapan foton, dan menangani pematian dinamik atau waktu pulih, yang mana bergantung pada penggabungan kembali muatan di daerah basis.
walaupun begitu, karena muatan basis bukanlah isyarat yang dapat diukur pada saluran, pandangan kendali arus dan tegangan biasanya digunakan pada desain dan analisis sirkuit.
pada desain sirkuit analog, pandangan kendali arus sering digunakan karena ini hampir linier.
arus kolektor kira-kira kali lipat dari arus basis.
beberapa sirkuit dasar dapat didesain dengan mengasumsikan bahwa tegangan emitor-basis kira-kira tetap, dan arus kolektor adalah beta kali lipat dari arus basis.
walaupun begitu, untuk mendesain sirkuit bjt dengan akurat dan dapat diandalkan, diperlukan model kendali-tegangan (sebagai contoh model ebersmoll).
model kendali-tegangan membutuhkan fungsi eksponensial yang harus diperhitungkan, tetapi jika ini dilinierkan, transistor dapat dimodelkan sebagai sebuah transkonduktansi, seperti pada model ebersmoll, desain untuk sirkuit seperti penguat diferensial menjadi masalah linier, jadi pandangan kontrol-tegangan sering diutamakan.
untuk sirkuit translinier, dimana kurva eksponensiak i-v adalah kunci dari operasi, transistor biasanya dimodelkan sebagai terkendali tegangan dengan transkonduktansi sebanding dengan arus kolektor.
tundaan penghidupan, pematian dan penyimpanan
transistor dwikutub mengalami beberapa karakteristik tundaan ketika dihidupkan dan dimatikan.
hampir semua transistor, terutama transistor daya, mengalami waktu simpan basis yang panjang sehingga membatasi frekuensi operasi dan kecepatan pensakelaran.
salah satu cara untuk mengurangi waktu penyimpanan ini adalah dengan menggunakan penggenggam baker.
parameter alfa () dan beta () transistor
perbandingan elektron yang mampu melintasi basis dan mencapai kolektor adalah ukuran dari efisiensi transistor.
pengotoran cerat pada daerah emitor dan pengotoran ringan pada daerah basis menyebabkan lebih banyak elektron yang diinjeksikan dari emitor ke basis daripada lubang yang diinjeksikan dari basis ke emitor.
penguatan arus moda tunggal emitor diwakili oleh f atau hfe, ini kira-kira sama dengan perbandingan arus dc kolektor dengan arus dc basis dalam daerah aktif-maju.
ini biasanya lebih besar dari 100 untuk transistor isyarat kecil, tetapi bisa sangat rendah, terutama pada transistor yang didesain untuk penggunaan daya tinggi.
parameter penting lainnya adalah penguatan arus tunggal-basis, f.
penguatan arus tunggal-basis kira-kira adalah penguatan arus dari emitor ke kolektor dalam daerah aktif-maju.
perbandingan ini biasanya mendekati satu, di antara 0,9 dan 0,998.
alfa dan beta lebih tepatnya berhubungan dengan rumus berikut (transistor npn):
npn adalah satu dari dua tipe bjt, dimana huruf n dan p menunjukkan pembawa muatan mayoritas pada daerah yang berbeda dalam transistor.
hampir semua bjt yang digunakan saat ini adalah npn karena pergerakan elektron dalam semikonduktor jauh lebih tinggi daripada pergerakan lubang, memungkinkan operasi arus besar dan kecepatan tinggi.
transistor npn terdiri dari selapis semikonduktor tipe-p di antara dua lapisan tipe-n.
arus kecil yang memasuki basis pada tunggal emitor dikuatkan di keluaran kolektor.
dengan kata lain, transistor npn hidup ketika tegangan basis lebih tinggi daripada emitor.
tanda panah dalam simbol diletakkan pada kaki emitor dan menunjuk keluar (arah aliran arus konvensional ketika peranti dipanjar maju).
jenis lain dari bjt adalah pnp,
transistor dwikutub pertemuan-taksejenis
walaupun daerah-daerah tersebut didefinisikan dengan baik untuk tegangan yang cukup besar, mereka bertumpang tindih jika tegangan panjar yang dikenakan terlalu kecil (kurang dari beberapa ratus milivolt).
transistor npn dalam moda aktif-maju
transistor pnp dalam moda aktif-maju
diagram menunjukkan representasi skematik dari transistor pnp terhubung ke dua sumber tegangan.
untuk membuat transistor perilaku yang cukup saat ini (di urutan 1 ma) dari e ke c, veb harus di atas nilai minimal kadang-kadang disebut sebagai cut-in tegangan.
cut-tegangan biasanya sekitar 650 mv untuk bjts silikon pada suhu kamar tetapi dapat berbeda tergantung pada jenis transistor dan biasing nya.
tegangan yang diberikan ini menyebabkan pn junction atas untuk 'turn-on' yang memungkinkan aliran lubang dari emitor ke basis.
dalam modus aktif, medan listrik yang ada antara emitor dan kolektor (disebabkan oleh vce menyebabkan sebagian besar lubang ini untuk menyeberangi rendah pn ke kolektor untuk membentuk arus kolektor ic). sisa dari lubang bergabung kembali dengan elektron, operator mayoritas di dasar, membuat arus melalui sambungan basis untuk membentuk arus basis, ib. seperti yang ditunjukkan dalam diagram, arus emitor,ie, adalah total transistor saat ini, yang merupakan jumlah arus terminal lainnya (yaitu, ie = ib + ic).
dalam diagram, panah mewakili titik saat ini dalam arah arus konvensional - aliran lubang adalah dalam arah yang sama dari panah karena lubang membawa muatan listrik positif.
dalam modus aktif, rasio arus kolektor dengan arus basis disebut gain arus dc. gain ini biasanya 100 atau lebih, tetapi desain sirkuit yang kuat tidak bergantung pada nilai yang tepat.
nilai gain ini untuk sinyal dc disebut sebagai hfe, dan nilai gain ini untuk sinyal ac disebut sebagai hfe. namun, ketika tidak ada rentang frekuensi tertentu yang menarik, simbol beta digunakan.
hal ini juga harus dicatat bahwa arus emitor berhubungan dengan veb secara eksponensial.
pada suhu kamar, peningkatan veb oleh sekitar 60 mv meningkatkan arus emitor dengan faktor 10.
karena arus basis adalah sekitar sebanding dengan kolektor dan emitor arus, mereka berbeda dalam cara yang sama.
transistor germanium sering digunakan pada tahun 1950-an dan 1960-an.
karena transistor jenis ini mempunyai tegangan potong yang rendah, membuatnya cocok untuk beberapa penggunaan isyarat tegangan rendah.
transistor ini memiliki kemungkinan lebih besar untuk mengalami thermal runaway.
berbagai motoda untuk memproduksi transistor pertemuan dwikutub telah dikembangkan third case study  the solid state advent (pdf).
transistor pertemuan tumbuh, teknik pertama untuk memproduksi transistor pertemuan dwikutub transistor museum historic transistor photo gallery bell labs type m1752.
diciptakan oleh william shockley di bell labs pada 23 juni 1948.
hak paten didapatkan pada 26 juni 1948.
transistor pertemuan, butiran paduan emitor dan kolektor dilelehkan ke basis.
dikembangkan oleh general electric dan rca transistor museum historic transistor photo gallery rca ta153 in 1951.
transistor paduan mikro, tipe kecepatan tinggi dari transistor pertemuan paduan.
dikembangkan oleh philco.
transistor paduan mikro terdifusi, tipe kecepatan tinggi dari transistor pertemuan paduan.
dikembangkan oleh philco.
transistor paduan terdifusi tonggak, tipe kecepatan tinggi dari transistor pertemuan paduan.
dikembangkan oleh philips.
transistor tetroda, varian kecepatan tinggi dari transistor pertemuan tumbuh transistor museum historic transistor photo gallery western electric 3n22 atau transistor pertemuan paduan the tetrode power transistor pdf dengan dua sambungan ke basis.
transistor penghalang permukaan, transistor penghalang logam kecepatan tinggi.
dikembangkan oleh philco transistor museum historic transistor photo gallery philco a01 in 1953 transistor museum historic transistor photo gallery surface barrier transistor.
transistor medan-alir, transistor pertemuan dwikutub kecepatan tinggi.
diciptakan oleh herbert kroemer herbs bipolar transistors ieee transactions on electron devices, vol. 48, no. 11, november 2001 pdf influence of mobility and lifetime variations on drift-field effects in silicon-junction devices pdf di central bureau of telecommunications technology of the german postal service pada tahun 1953.
transistor difusi, transistor pertemuan dwikutub tipe modern.
prototip transistor museum historic transistor photo gallery bell labs prototype diffused base triode dikembangkan di bell labs pada tahun 1954.
transistor basis terdifusi, implementasi pertama dari transistor difusi.
transistor mesa, dikembangkan oleh texas instruments pada tahun 1957.
transistor planar, teknik produksi yang memungkinkan produksi sirkuit terpadu monolitik secara masal.
dikembangkan oleh dr. jean hoerni transistor museum historic transistor photo gallery fairchild 2n1613 di fairchild semiconductor pada tahun 1959.
transistor epitaksial, transistor pertemuan dwikutub yang dibuat menggunakan deposisi fase uap epitaksi.
memungkinkan pengendalian tingkat pengotoran dan gradien secara teliti.
bjt tetap menjadi peranti pilihan untuk beberapa penggunaan, seperti sirkuit diskrit, karena tersedia banyak jenis bjt, transkonduktansinya yang tinggi serta resistansi kekuasannya yang tinggi dibandingkan dengan mosfet.
bjt juga dipilih untuk sirkuit analog khusus, terutama penggunaan frekuensi sangat tinggi (vhf), seperti sirkuit frekuensi radio untuk sistem nirkabel.
transistor dwikutub dapat dikombinasikan dengan mosfet dalam sebuah sirkuit terpadu dengan menggunakan proses bicmos untuk membuat sirkuit inovatif yang menggunakan kelebihan kedua tipe transistor.
karena ketergantungan suhu dan arus pada tegangan panjar maju pertemuan basis-emitor yang dapat dihitung, sebuah bjt dapat digunakan untuk mengukur suhu dengan menghitung perbedaan dua tegangan pada dua arus panjar yang berbeda dengan perbandingan yang diketahui..
karena tegangan basis-emitor berubah sebagai fungsi logaritmik dari arus basis-emitor dan kolektor-emitor, sebuah bjt dapat juga digunakan untuk menghitung logaritma dan anti-logaritma.
sebuah diode sebenarnya juga dapat melakukan fungsi ini, tetapi transistor memberikan fleksibilitas yang lebih besar.
pemaparan transistor ke radiasi menyebalan kerusakan radiasi.
radiasi menyebabkan penimbunan molekul cacat di daerah basis yang berlaku sebagai pusat penggabungan kembali.
hasil dari pengurangan umur pembawa minoritas menyebabkan transistor kehilangan penguatan.
bjt daya beresiko mengalami moda kegagalan yang dinamakan dobrakan sekunder.
pada moda kegagalan ini, beberapa titik pada kepingan semikonduktor menjadi panas dikarenakan arus yang mengalirinya.
bahang yang ditimbulkan menyebabkan pembawa lebih mudah bergerak.
sebagai hasilnya, bagian terpanas dari kepingan semikonduktor menghantarkan lebih banyak lagi arus.
proses regeneratif ini akan terus berlanjut hingga transistor mengalami kegagalan total atau pencatu daya mengalami kegagalan.