Transistor Darlington adalah sepasang transistor bipolar (PNP atau NPN) yang dihubungkan secara seri dan bertindak sebagai satu transistor tunggal dengan gain (penguatan) yang lebih tinggi. Konfigurasi ini bisa berupa dua transistor yang terhubung secara individual atau satu perangkat tunggal.
Transistor Darlington umumnya dibuat dalam satu kemasan paket standar dengan tiga kaki: basis, emitor, dan kolektor yang terintegrasi dalam satu chip.
Nama "Darlington" diambil dari nama penemunya, Sidney Darlington, seorang karyawan laboratorium Bell di Amerika Serikat.
Pengertian Transistor Darlington
Jika pengertian transistor sudah diulas di bagian awal, maka kini akan mengulas tentang konfigurasi dari transistor tersebut. Rangkaian dari transistor yang ditemukan Sidney Darlington di tahun 1953 memiliki susunan yang khusus.
Dimana terdiri dari dua transistor bipolar yang kaki emitornya dihubungkan dengan kaki basis transistor yang lainnya. Sehingga, gain pada resistor yang pertama diperkuat lebih lanjut oleh transistor kedua.
Transistor Darlington disediakan dalam seluruh paket. Akan tetapi, anda dapat membuatnya dari dua buah transistor. Di pasangan transistor Darlington, terdapat transistor premier yang merupakan jenis transistor berdaya rendah. Namun pada umumnya, transistor sekunder memiliki daya yang lebih tinggi.
Kaki kolektor di kedua transistor dihubungkan dengan bersamaan. Sedangkan pada kaki emitor TR1 disambungkan pada kaki basis TR2. Hal tersebut agar mampu menggerakkan TR2 tersebut.
Pengertian transistor Darlington dan konfigurasinya ini mampu menghasilkan perkalian β. Sebab untuk arus di basis Ib, arus di kolektor β x Ib penguatannya lebih dari satu. Sehingga dapat diartikan dalam rumus:
IC = IC1 + IC2
IC = (β1 x Ib) + (β2 x Ib2)
Namun, arus pada basis Ib2 merupakan sama pada arus emitor IE1 TR1. Hal tersebut dikarenakan adanya kaki emitor TR1 yang dihubungkan dengan kaki basis TR2.
Dengan demikian, pada keseluruhan gain arus (β) berasal dari penguatan transistor yang pertama. Kemudian dikalikan gain transistor yang kedua. Sehingga, gain akan menjadi lebih tinggi. Arti lain yakni sepasang dari transistor bipolar digabung secara bersamaan hingga menjadi transistor Darlington.
Kemudian bisa dianggap sebagai satu buah transistor tunggal yang mempunyai nilai β tinggi serta resisten dengan input yang tinggi pula.
Rangkaian Pasangan Transistor Darlington
Konfigurasi rangkaian ini memiliki berbagai fungsi dalam berbagai aplikasi elektronik dan listrik. Penggunaan rangkaian transistor Darlington memiliki beberapa keuntungan dibandingkan dengan bentuk rangkaian transistor lainnya.
Rangkaian transistor Darlington dapat digunakan dalam bentuk komponen diskrit atau dalam berbagai bentuk rangkaian terpadu. Transistor ini tersedia dalam berbagai bentuk dan dapat digunakan dalam aplikasi daya tinggi, terutama pada tingkat arus penguat (atau amplifier) yang penting.
Rangkaian dasar transistor Darlington dapat dibentuk dengan mengambil terminal emitor sebagai input dari transistor pertama dan menghubungkannya ke terminal basis transistor kedua. Kemudian terminal kolektor dari kedua transistor dihubungkan bersama.
Rangkaian ini dapat digunakan sebagai satu transistor tunggal atau dalam beberapa rangkaian, terutama sebagai pengikut emitor. Namun, ketika transistor digunakan dalam desain perangkat elektronik yang baru, perlu untuk mempertimbangkan bahwa transistor Darlington memiliki frekuensi yang tinggi dan pergeseran fasa yang lebih besar dibandingkan dengan menggunakan satu transistor saja.
Ketika menggunakan pasangan transistor Darlington, transistor output diperlukan untuk mengganti level arus tinggi. Transistor dengan daya yang lebih tinggi biasanya memiliki tingkat penguatan arus yang lebih rendah dibandingkan dengan transistor sinyal kecil. Hal ini karena perangkat pada input seringkali adalah sinyal kecil yang membutuhkan gain paling tinggi.
Di sisi lain, transistor output merupakan perangkat dengan daya yang lebih tinggi dan gain arus yang lebih rendah secara alamiah.
Contoh Perhitungan dari Transistor Darlington
Sudah memahami pengertian transistor Darlington? Nah, selanjutnya kita akan membahas bagaimana dua transistor yang dihubungkan bersama dalam pasangan Darlington digunakan untuk menyalakan lampu halogen 12V 75W.
Jika gain arus maju dari transistor pertama adalah 25 dan transistor kedua adalah 80, maka berapa arus maksimum yang dibutuhkan oleh basis transistor untuk menyalakan lampu agar dapat menyala sepenuhnya?
Pertama-tama, kita harus menghitung arus yang diperlukan oleh lampu halogen tersebut. Arus yang diperlukan oleh lampu halogen adalah sama dengan arus pada kaki kolektor transistor kedua.
IC = ILAMP
ILAMP = P / V = 75/12 = 6,25 A
Selanjutnya, persamaan yang diperlukan untuk menghitung arus basis yang dibutuhkan adalah sebagai berikut:
Diketahui:
β1 = 25
β2 = 80
IC = (β1 + (β2 x β1) + β2) x IB
IB = IC / (β1 + (β2 x β1) + β2)
IB = 6,25 / (25 + (80 x 25) + 80)
IB = 6,25 / (25 + (80 x 25) + 80)
IB = 6,25 / 2105
IB = 3,0 mA
Jadi, arus yang diperlukan untuk basis transistor adalah sebesar 3,0 mA.
Kelebihan dan Kekurangan Transistor Darlington
Setelah kalian mengerti pengertian transistor Darlington, selanjutnya perlu diketahui bahwa transistor pasangan Darlington memiliki kelebihan dan kekurangan tergantung pada penggunaannya.
Kelebihan dari transistor Darlington antara lain:
- Gain arus dari transistor ini tinggi, sehingga dapat meningkatkan penguatan sinyal.
- Impedansi input dari rangkaian ini tinggi, sehingga dapat mengurangi beban pada sumber sinyal.
- Transistor Darlington tersedia secara luas dalam satu paket, sehingga memudahkan penggunaan dalam rangkaian.
- Konfigurasi rangkaian Darlington mudah dan nyaman digunakan.
Namun, transistor Darlington juga memiliki kekurangan, yaitu:
- Kecepatan switching lambat, sehingga tidak cocok digunakan pada rangkaian dengan frekuensi tinggi.
- Bandwidth sempit, sehingga tidak dapat mengamplifikasi sinyal dengan frekuensi tinggi.
- Tegangan basis-emitor tinggi, sehingga perlu menggunakan tegangan yang lebih tinggi untuk mengaktifkan transistor Darlington.
- Tegangan saturasi tinggi yang dapat menyebabkan tingkat disipasi daya yang tinggi pada aplikasi tertentu, sehingga memerlukan pendinginan tambahan untuk menghindari overheat.
Kesimpulan
Dalam ringkasan, Transistor Darlington adalah susunan transistor yang terdiri dari dua transistor bipolar yang dihubungkan dalam rangkaian untuk meningkatkan efisiensi dan kinerja.
Fungsi utama transistor ini adalah menghasilkan penguatan arus yang lebih tinggi, memperluas rentang operasi, dan menyediakan karakteristik switching yang lebih baik. Dengan konfigurasi yang tepat, Transistor Darlington dapat meningkatkan kinerja rangkaian elektronik dalam berbagai aplikasi, mulai dari penguat audio hingga sistem kendali motor.
Dengan pemahaman tentang cara kerja dan konfigurasi Transistor Darlington, kita dapat mengoptimalkan penggunaan komponen ini untuk mencapai hasil yang lebih baik dalam bidang elektronika.
Itulah yang dapat Teknoindie.com sampaikan mengenai Pengertian Transistor Darlington. Selamat mencoba dan semoga sukses!