Transistor mempunyai tiga terminal: tapak, pengumpul dan pemancar. Ciri bergunanya ialah arus kecil yang disuap ke tapak mengawal arus yang jauh lebih besar yang mengalir dari pengumpul ke pemancar.
Apabila tiada arus sampai ke tapak, transistor menyekat arus utama, ia dalam keadaan mati. Apabila walaupun arus tapak yang kecil mengalir, transistor dihidupkan dan membenarkan arus besar melaluinya. Jadi input yang amat kecil menentukan sama ada arus besar hidup atau mati, tanpa bahagian bergerak, dan ia boleh bersuis dengan sangat pantas.
Ini menjadikannya sesuai untuk litar automatik. Digandingkan dengan perintang peka cahaya atau termistor, transistor boleh menghidupkan lampu jalan apabila hari gelap, atau membunyikan penggera apabila bilik terlalu panas, kerana penderia mengubah arus tapak.
Dalam SPM, anda patut menerangkan cara arus tapak kecil mengawal arus keluaran dan cara transistor digunakan sebagai suis dalam litar penderia.
Salah faham biasa
- Transistor menguatkan dengan mencipta tenaga tambahan -> Arus besar datang daripada bekalan; arus tapak hanya mengawalnya, tenaga tidak dicipta.
- Arus tapak lebih besar daripada arus pengumpul -> Arus tapak kecil; ia mengawal arus pengumpul yang jauh lebih besar.
- Suis transistor mempunyai sesentuh bergerak seperti suis biasa -> Ia bersuis secara elektronik tanpa bahagian bergerak, jadi ia boleh beroperasi sangat pantas.
Fizik di sebaliknya
Transistor ialah suis yang dikawal oleh arus, dengan tiga terminal: tapak, pengumpul dan pemancar. Kuantiti fizik yang penting ialah arus elektrik, diukur dalam ampere (A).
Arus tapak yang amat kecil mengawal arus pengumpul yang jauh lebih besar, dan nisbah keduanya ialah gandaan arus.
Gandaan arus tiada unit: gandaan = arus pengumpul ÷ arus tapak. Andaikan arus tapak ialah 0.02 mA dan gandaannya 100.
Maka arus pengumpul = 100 × 0.02 mA = 2 mA. Isyarat tapak sekecil 0.02 mA telah menghidupkan arus seratus kali lebih besar.
Untuk transistor npn dihidupkan, simpang tapak-pemancar mesti dipincang ke hadapan melebihi kira-kira 0.7 V; di bawah nilai ini arus tapak hampir sifar dan transistor berada dalam keadaan pemotongan, menyekat arus pengumpul (mati). Apabila arus tapak cukup besar, transistor tepu dan mengalirkan arus pengumpul penuh (hidup).
Suis ini tiada sesentuh bergerak, jadi ia bertukar keadaan dalam mikrosaat.
Lihat dalam kehidupan harian
Perhatikan mesin sabun atau pembersih tangan automatik di tandas pusat beli-belah di Kuala Lumpur. Penderia inframerah di bawah muncung menghasilkan hanya arus yang amat lemah apabila tangan anda memantulkan pancarannya.
Arus itu terlalu kecil untuk menggerakkan motor pam kecil secara terus.
Arus penderia yang lemah itu disuap ke tapak sebuah transistor. Ia cukup untuk menghidupkan transistor, yang seterusnya membenarkan arus jauh lebih besar daripada bateri mengalir melalui pam, lalu sabun terpancut keluar.
Tarik tangan anda, arus penderia berhenti, arus tapak lenyap, dan transistor mematikan pam semula.
Helah yang sama menggerakkan paip automatik, penderia isyarat undur pada kereta, dan alat pasu yang menyiram apabila mengesan tanah kering. Dalam setiap kes, isyarat lemah daripada penderia tidak mampu menggerakkan peranti keluaran itu sendiri; transistor membenarkan isyarat lemah itu mengawal arus yang kuat, bertindak sebagai suis pantas dan senyap tanpa sesentuh logam yang mengeluarkan bunga api atau cepat haus.
Bagaimana ia muncul dalam SPM
Dalam Kertas 2, idea ini diuji dengan kata perintah terangkan, huraikan dan nyatakan. Anda mungkin diminta menyatakan fungsi tapak, pengumpul dan pemancar, menghuraikan cara transistor disambung sebagai suis, atau menerangkan cara arus tapak mengawal arus pengumpul.
Dalam bab Elektronik yang sama, transistor berada di sebelah beberapa standard kandungan berjiran. Ia dibina atas diod semikonduktor serta bahan jenis-n dan jenis-p, kerana transistor ialah lapisan bahan terdop yang dicantum.
Ia berhubung ke hadapan dengan transistor sebagai penguat arus, dan dengan litar penderia yang menggabungkannya dengan perintang peka cahaya atau termistor dalam pembahagi keupayaan. Ia juga berkait dengan get logik, di mana pensuisan transistor menghasilkan keadaan hidup dan mati.
Keperluan lazim ialah menghubungkaitkan arus tapak dengan arus pengumpul menggunakan gandaan arus, dan menerangkan langkah demi langkah mengapa menghentikan arus tapak mematikan keluaran. Kekalkan hujah anda dari segi kawalan arus, bukan penciptaan tenaga.
Sumber: DSKP KSSM Physics Form 4 and 5 (Versi English) (Bahagian Pembangunan Kurikulum (BPK), KPM)