Di dalam dunia elektronika, sebetulnya rangkaian elektronika yang hanya mengenal kondisi arus listrik menyala dan mati, atau dalam dunia digitalnya adalah hanya mengenal 0 dan 1 atau 0 volt dan 5 volt. Dalam beberapa kondisi hal itu di atur dalam konsep switching, switching/saklar adalah komponen mekanis yang bisa memutus atau mengalihkan arus listrik dalam sirkuit elektronik.
Saklar atau switching dalam dunia rangkaian elektronika bisa di lakukan dengan beberapa cara seperti dengan IC (Integrated Ciruit), transistor (transistor sebagai saklar), atau juga komponen mekanis yang disebutkan di awal, dan lain-lain.
Cara kerja transistor sebagai saklar atau biasa disebut sebagai saklar solid state adalah satu aplikasi utama untuk penggunaan transistor, dan transistor sebagai saklar dapat digunakan untuk mengendalikan perangkat elektronika dengan daya tinggi seperti motor, solenoid atau lampu, tetapi transistor sebagai saklar juga dapat digunakan dalam elektronika digital dan sirkuit gerbang logika digital.
Nah sudah sudah kita ketahui bahwa area kerja dari sebuah transistor adalah area aktif, area jenuh dan area cut-off. Dalam aplikasi transistor sebagai saklar, yang mana area kerja transistor akan berada di area jenuh dan area cut-off.
Transistor Sebagai Saklar: Karakteristik area cut-off
Keterangan gambar:
Input basis dan basis dibuat ground atau V = 0 volt
Tegangan basis ke emitor ( Vce < 0.7 volt)
Arus yang lewat kolektor = 0 (IC=0 volt)
Tegangan keluaran (Vout) = Vce = Vcc = 1
Gambar tersebut merupakan skema rangkaian kerja dari transistor sebagai saklar. Arus masuk dari kaki basis (Ib) pada transistor adalah nol dan arus keluaran pada kaki kolektor (Ic) juga adalah nol, dan tegangan maksimum berada di kaki kolektor (Vce), kondisi di atas membuat arus tidak bisa memasuki komponen ini, oleh karena itu kondisi ini adalah dimana transistor berada dalam kondisi “full-off” atau kondisi tidak aktif secara penuh. Jadi bisa kita definisikan bahwa kondisi di atas adalah kondisi dimana transistor sebagai saklar berada dalam area kerja cut-off atau tidak aktif secara penuh.
Transistor Sebagai Saklar: Karakteristik area jenuh (saturation)
Dalam kondisi ini arus yang di kaki basis akan dibuat maksimum sehingga menghasilkan arus maksimum pada kaki kolektor dan membuat tegangan di kaki emitor mengecil atau minimum. Hal ini membuat arus yang maksimal mengalir pada transistor ini, kondisi ini disebut membuat transistor sebagai saklar menjadi “full-on”
Keterangan gambar:
Input dan basis dihubungkan ke Vcc
Tegangan basis ke emitor Vbe > 0.7 volt
Transistor dalam kondisi full-on
Arus maksimal mengalir melewati kaki kolektor (Ic = Vcc / Rl)
Tegangan yang lewat kaki emitor (Vce) = 0
Transistor beroperasi dalam kondisi saklar tertutup atau closed switch
Kita bisa mendefinisikan bahwa area jenuh atau saturasi adalah kondisi dimana transistor dalam “mode on”, ketika menggunakan transistor bipolar sebagai saklar dua persimpangan mengalami bias maju dimana Vb > 0.7 volt dan arus di dari kolektor Ic = maksimum.
Ada istilah lain yang disebut untuk kondisi ini, yaitu kondisi kerja transistor single-pole single-throw (SPST) saklar solid state. Prinsip kerjanya yaitu dengan sinyal yang masuk ke kaki basis adalah nol dan transistor menjadi “Off” sehingga bertindak seperti saklar terbuka dengan arus yang mengalir ke kolektor adalah nol.
Sedangkan ketika sinyal yang dimasukan ke kaki basis adalah positif maka hal itu akan membuat transistor menjadi “On” dan bertindak seperti saklar tertutup sehingga ada arus maksimum yang melewati komponen ini.
Dalam beberapa kasus penggunaan transistor sebagai saklar membutuhkan atau menggunakan jenis transistor yang berbeda, misalnya untuk tegangan yang tinggi bisa menggunakan transistor jenis darlington.
Kesimpulan ketika transistor digunakan sebagai saklar
- Saklar transistor bisa digunakan untuk saklar dan untuk mengontrol lampu, relay atau bahkan motor.
- Jika menggunakan transistor sebagai saklar maka harus benar-benar mengatur sampai transistor full off atau full on
- Transistor yang sepenuhnya “ON” adalah pada saat area jenuh atau saturasi.
- Transistor yang sepenuhnya “OFF” adalah pada saat area cut-off.
- Bila menggunakan transistor sebagai saklar, arus kecil pada basis mengontrol hambatan atau beban yang lebih besar pada Kolektor saat itu.
- Ketika perlu mengatur arus dan tegangan yang besar maka transistor darlington bisa digunakan.
