Pengertian Transistor Darlington dan Konfigurasinya

Pengertian Transistor Darlington dan Konfigurasinya – Pada dasarnya, yang dimaksud dengan Transistor Darlington adalah sepasang Transistor Bipolar (NPN atau PNP) yang disambungkan secara seri dan bertindak sebagai sebuah Transistor Tunggal yang dapat menghasilkan penguatan (gain) yang lebih tinggi. Transistor Darlington ini dapat berupa dua buah transistor yang terhubung secara Individu ataupun satu perangkat tunggal yang dibuat secara komersial dalam satu kemasan paket dengan standar tiga kaki yaitu Basis, Emitor dan Kolektor (diintegrasikan dalam satu chip atau komponen). Nama Darlington ini diambil dari penemunya yaitu Sidney Darlington yang bekerja di Laboratorium Bell Amerika Serikat.

Konfigurasi Dasar Transistor Darlington

Rangkaian Transistor yang ditemukan oleh Sidney Darlington pada tahun 1953 ini tersusun khusus dari dua transistor Transistor Bipolar dengan kaki Emitor dari satu Transistor dihubungkan ke kaki Basis Transistor yang lain sehingga penguatan atau gain pada transistor pertama dikuatkan lagi lebih lanjut oleh Transistor keduanya. Konfigurasi dasar Transistor Darlington dapat dilihat pada gambar dibawah ini:

Seperti terlihat pada gambar Transistor Darlington NPN diatas ini, kaki Kolektor kedua transistor dihubungkan bersama sedangkan kaki Emitor TR1 dihubungkan ke kaki Basis TR2 agar dapat menggerakan TR2 tersebut. Konfigurasi ini menghasilkan perkalian β karena untuk arus Basis i_b, arus Kolektor β x I_b dimana penguatan atau gain lebih dari satu yang dapat didefinisikan seperti pada rumus berikut ini :

I_C = I_C1 + I_C2

I_C = (β₁ x I_B) + (β₂ x I_B2)

Namun arus arus Basis I_b2 adalah sama dengan arus Emitor I_E1 TR1, hal ini dikarenakan kaki Emitor TR1 dihubungkan ke kaki Basis TR2.

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

Keseluruhan penguatan atau 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

Catatan : β₁ dan β₂ adalah penguatan atau gain dari masing-masing Transistor.

Dengan demikian, keseluruhan penguatan atau gain arus (β) berasal dari gain transistor pertama yang dikalikan gain transistor kedua sehingga gain atau penguatannya menjadi lebih tinggi. Dengan kata lain, sepasang transistor bipolar digabungkan bersama menjadi Transistor Darlington dapat dianggap sebagai sebuah transistor tunggal dengan nilai β yang sangat tinggi dan juga resistansi input yang tinggi.

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.