Pengertian Transistor Darlington dan Konfigurasi Dasar Transistor Darlington

Pengertian Transistor Darlington dan Konfigurasi Dasar Transistor Darlington - Transistor Darlington adalah sebuah rangkaian yang terdiri dari sepasang transistor bipolar (baik PNP maupun NPN) yang dihubungkan secara seri. Konfigurasi ini bertujuan untuk meningkatkan penguatan sinyal transistor, sehingga transistor Darlington sering digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan penguatan yang tinggi.

Prinsip kerja transistor Darlington mirip dengan transistor tunggal, namun dengan tambahan tingkat penguatan yang signifikan. Rangkaian ini menggabungkan output dari transistor pertama menjadi input dari transistor kedua, sehingga meningkatkan total penguatan sinyal. Dengan demikian, transistor Darlington dapat menghasilkan penguatan yang lebih besar dibandingkan dengan transistor tunggal.

Ada dua cara umum untuk mengimplementasikan transistor Darlington. Pertama, dapat digunakan sepasang transistor yang tersambung secara individu. Kedua, transistor Darlington juga tersedia dalam satu perangkat tunggal yang sudah terintegrasi, yang biasanya dijual dalam satu kemasan paket dengan tiga kaki standar yang mewakili basis, emitor, dan kolektor.

Nama "Darlington" diambil dari penemu rangkaian ini, yaitu Sidney Darlington, seorang karyawan di laboratorium Bell di Amerika Serikat. Penemuan ini memberikan kontribusi besar dalam pengembangan teknologi elektronika, terutama dalam hal meningkatkan kinerja transistor dan aplikasi rangkaian terkait.

Pengertian Transistor Darlington dan Konfigurasinya

Jika pengertian dari transistor Darlington sudah diulas pada bagian awal, maka di bagian ini akan diulas mengenai konfigurasi dari transistor tersebut.

Rangkaian transistor yang ditemukan oleh Sydney Darlington pada tahun 1953 ini memiliki susunan khusus. Dimana terdiri dari dua transistor Bipolar dengan kaki emitor dari satu transistor dihubungkan ke kaki Basis transistor yang lain sehingga gain pada transistor pertama diperkuat lagi lebih lanjut oleh transistor kedua.

Untuk konfigurasi dasar Transistor Darlington dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

Seperti yang terlihat pada gambar diatas, kaki kolektor pada kedua transistor dihubungkan dengan bersamaan. Sedangkan kaki emitor TR1 disambungkan dengan kaki basis TR2 agar dapat menggerakan TR2 tersebut. Konfigurasi ini menghasilkan perkalian β karena untuk arus Basis I_b, arus kolektor βxI_b dimana gain lebih dari satu yang dapat didefinisikan seperti pada rumus dibawah ini.

I_C = I_C1 + I_C2

I_C = (β₁ x I_B) + (β₂ x I_B2)

Namun, arus pada Basis I_b2 adalah sama dengan arus Emitor I_E1 TR1, hal tersebut dikarenakan adanya kaki emitor TR1 yang dihubungkan dengan kaki basis TR2.

I_B2 = I_E1 = I_C1 + I_B = (β₁ x I_B) + I_B = (β₁ + 1) x I_B

Keseluruhan gain dapat dibuat persamaannya seperti pada rumus dibawah ini.

I_C = β₁ x I_B + β₂ x (β₁ + 1) x I_B

I_C = (β₁ x I_B) + (β₂ x β₁ x I_B) + (β₂ x I_B)

I_C = (β₁ + (β₂ x β₁) + β₂) x I_B

Note : β₁ dan β₂ adalah gain dari masing-masing transistor.

Dengan demikian, pada keseluruhan gain arus (β) berasal dari gain transistor pertama yang dikalikan gain transistor kedua sehingga gain menjadi lebih tinggi. Dengan kata lain, sepasang transistor bipolar digabung secara bersamaan hingga menjadi transistor Darlington dan kemudian bisa dianggap sebagai satu buah transistor tunggal yang mempunyai nilai β tinggi serta resisten dengan input yang tinggi pula.

Contoh Kasus Perhitungan Transistor Darlington

Dua Transistor yang dihubungkan bersama dalam bentuk pasangan Darlington untuk menyalakan lampu Halogen 12V 75W. Jika gain arus maju dari transistor pertama adalah 25 dan transistor kedua adalah 80. Berapakah arus maksimun yang dibutuhkan oleh Basis Transistor untuk menyalakan lampu agar dapat ON sepenuhnya?

Pertama, kita harus menghitung arus yang diperlukan oleh lampu halogen tersebut. Perlu diketahui bahwa arus yang diperlukan oleh lampu halogen adalah sama dengan arus pada kaki kolektor transistor kedua.

I_C = I_LAMP

I_LAMP = P / V = 75/12 = 6,25 A

Selanjutnya gunakan persamaan diatas utnuk menghitung arus Basis yang diperlukan.

Diketahui :

β₁ = 25

β₂ = 80

I_C = (β₁ + (β₂ x β₁) + β₂) x I_B

I_B = I_C / (β₁ + (β₂ x β₁) + β₂)

I_B = 6,25 / (25 + (80 x 25) + 80)

I_B = 6,25 / (25 + (80 x 25) + 80)

I_B = 6,25 / 2105

I_B = 3,0 mA

Jadi arus yang diperlukan untuk Basis Transistor adalah sebesar 3,0 mA.

Kelebihan Transistor Darlington

Transistor Darlington mampu memiliki penguatan arus yang lebih tinggi. Kemudian impedansi input lebih tinggi dari rangkaian transistor ini. Transistor Darlington juga tersedia luas di dalam satu paket dan juga mempunyai konfigurasi yang sangat nyaman dan juga mudah.

Kekurangan Transistor Darlington

Dalam kecepatan switching, transistor Darlington cenderung lebih lambat dengan bandwith yang sempit. Kemudian tegangan base pada emitor lebih tinggi. Transistor ini juga memiliki tegangan saturasi lebih tinggi. sehingga dapat mengakibatkan tingkat disipasi pada daya yang lebih tinggi pada aplikasi tertentu.