Cara Mengidentifikasi dan Menguji Transistor Sambungan Bipolar (BJT) dengan Multimeter

Transistor bipolar dibuat sebagai sandwich semikonduktor tiga lapis—PNP atau NPN. Ketika multimeter diatur ke mode hambatan atau pemeriksaan dioda, BJT berperilaku seperti dua dioda back-to-back. Uji sederhana ini memungkinkan Anda memverifikasi perangkat dan mengidentifikasi pinnya tanpa datasheet.

Saat diuji dengan multimeter tipis yang hanya memiliki satu rentang kontinuitas, meter akan menunjukkan hambatan rendah pada basis ketika lead negatif (hitam) ditempatkan pada basis transistor PNP. Dalam simbol transistor, materi N-tipe basis diindikasikan oleh panah junc­si basis-emitor yang menunjuk ke basis. Sisi lain junc­si adalah emitor P-tipe, dan kolektor juga P-tipe.

Pemeriksaan meter transistor PNP: (a) forward B-E, B-C, hambatan rendah; (b) reverse B-E, B-C, hambatan ∞.

Beberapa meter menyediakan mode khusus “pemeriksaan dioda”. Jika tersedia, gunakan itu alih-alih pengaturan hambatan umum; tampilan akan kemudian menunjukkan tegangan maju aktual dari setiap junc­si PN daripada pembacaan pass/fail sederhana.

Pembacaan terbalik untuk perangkat NPN: hambatan rendah muncul ketika lead merah (+) berada pada basis, mencerminkan polaritas berlawanan junc­si basis.

Ketika mode pemeriksaan dioda digunakan, junc­si basis-emitor biasanya menunjukkan tegangan maju sedikit lebih tinggi (≈0,65 V) daripada junc­si kolektor-basis (≈0,62 V). Perbedaan ini timbul dari doping yang lebih berat lapisan emitor, yang meningkatkan potensi barrier-nya.

Mengetahui perbedaan tegangan maju memungkinkan Anda menentukan pin mana yang mana pada transistor yang tidak terlabel—langkah kritis karena tata letak fisik kabel BJT tidak standar. Semua transistor bipolar memiliki tiga kabel, tetapi posisi mereka bervariasi menurut tipe paket.

Misalkan Anda menemukan transistor yang tidak terlabel dan mengukur kontinuitas dengan meter diatur ke mode pemeriksaan dioda. Tabel berikut mencatat hasilnya:

• Kabel 1 (+) & 2 (−): OL
• Kabel 1 (−) & 2 (+): OL
• Kabel 1 (+) & 3 (−): 0,655 V
• Kabel 1 (−) & 3 (+): OL
• Kabel 2 (+) & 3 (−): 0,621 V
• Kabel 2 (−) & 3 (+): OL

Pasangan satu-satunya yang menghantar adalah 1–3 dan 2–3, keduanya dengan lead merah pada pin pertama dan lead hitam pada pin ketiga. Ini masing-masing sesuai dengan junc­si emitter-basis (0,655 V) dan kolektor-basis (0,621 V) yang bias maju.

Kabel 3 umum bagi kedua pasangan yang menghantar, jadi itu harus basis. Karena lead hitam berada pada kabel 3 dalam tes forward, basis adalah N-tipe. Oleh karena itu, transistor adalah PNP dengan kabel 1 sebagai emitor, kabel 2 sebagai kolektor, dan kabel 3 sebagai basis, seperti diilustrasikan di bawah.

• Emitor & Kolektor hambatan tinggi: 1 (+) & 2 (−): OL
• Kolektor & Emitor hambatan tinggi: 1 (−) & 2 (+): OL
• Emitor & Basis forward: 1 (+) & 3 (−): 0,655 V
• Emitor & Basis reverse: 1 (−) & 3 (+): OL
• Kolektor & Basis forward: 2 (+) & 3 (−): 0,621 V
• Kolektor & Basis reverse: 2 (−) & 3 (+): OL

Perhatikan bahwa pin basis tidak selalu kabel tengah, berbeda dengan diagram “sandwich” yang disederhanakan. Dalam praktiknya, identifikasi pin harus mengandalkan pemeriksaan meter atau datasheet bagian.

Menguji BJT dengan multimeter tidak hanya mengonfirmasi keberadaannya tetapi juga mengungkap apakah berfungsi. Jika perangkat menunjukkan konduksi dalam lebih atau kurang dari dua pasangan yang diharapkan, kemungkinan besar rusak atau bukan BJT sama sekali.

Untuk mengilustrasikan bagaimana transistor beroperasi di luar model dua dioda, pertimbangkan rangkaian switching sederhana yang ditunjukkan di bawah. Arus basis kecil yang bias maju junc­si basis-emitor memungkinkan arus kolektor-emitor yang besar untuk mengalir, meskipun junc­si kolektor-basis bias mundur. Fenomena ini adalah konsekuensi dari profil doping internal transistor dan efek mekanika kuantum yang dua dioda terisolasi tidak dapat mereplikasi.

Arus basis hanya beberapa mikroamp dapat membuka “gerbang” untuk arus kolektor yang signifikan, seperti yang terlihat ketika lampu menyala dalam rangkaian.

Upaya awal untuk memodelkan transistor sebagai dua dioda seri gagal karena junc­si kolektor-basis yang bias mundur tidak pernah menghantar, terlepas dari arus yang mengalir melalui basis. Rasio doping yang tepat dan tata letak spasial lapisan emitor, basis, dan kolektor sangat penting untuk aksi transistor—aspek yang dibahas secara mendalam dalam teks fisika semikonduktor seperti “Bipolar Junction Transistors, Chapter 2.”

Kesimpulan utama:

• Multimeter yang diatur ke mode hambatan atau pemeriksaan dioda akan menunjukkan BJT sebagai dua junc­si PN back-to-back.
• Junc­si emitter-basis memiliki penurunan tegangan maju sedikit lebih tinggi daripada junc­si kolektor-basis karena doping emitor yang lebih berat.
• Dalam cut-off, junc­si kolektor-basis yang bias mundur mencegah arus. Arus basis “membuka gerbang,” memungkinkan arus kolektor-ke-emitor yang terbatas.

Untuk latihan lebih lanjut, coba Lembar Kerja Teori Transistor Sambungan Bipolar (BJT) yang terhubung di bagian terkait.