Penemu Transistor

Penemuan Transistor Pertama di Dunia Menjadi Awal Transformasi Komputer dan Alat Elektronik Lainnya

Penemuan transistor menjadi awal transformasi dunia elektronik modern. Yuk, perluas wawasan Sobat tentang penemuan transistor dengan membaca artikel ini!

Hai, Sobat Zenius! Lo tahu nggak sih kalau pada tahun 2018 pelajar di Indonesia menempati peringkat pertama di dunia dalam penggunaan ruang komputer dan peringkat kedua setelah Amerika Serikat dalam penggunaan komputer desktop berdasarkan sensus yang dilakukan oleh  Cambridge International?

Yup! penggunaan komputer dan mobile devices lainnya memang marak di Indonesia dan tidak hanya di kalangan pelajar saja. Sebuah lembaga penelitian bernama Data Reportal pun menyampaikan bahwa pada bulan Januari 2021, jumlah penggunaan koneksi mobile devices di Indonesia sebesar 125.6% (345.3 koneksi mobile) dari total jumlah populasi masyarakatnya (274.9 juta jiwa).

(Foto: pixabay.com by Annie Spratt)
Munggunakan Laptop (Foto: pixabay.com by Annie Spratt)

Artinya bahkan setiap orang berkemungkinan memiliki lebih dari satu mobile devices entah itu laptop, tablet, smart phone, atau alat-alat komunikasi digital lainnya.

Coba deh Sobat bayangkan kalau saat ini smartphone atau mobile devices lainnya seperti laptop tidak ada pada saat ini. Itu artinya, tidak ada video-video pelajaran dari Zenius yang membantu lo dalam belajar, tidak ada Google untuk menjawab keingintahuan lo, dan tidak ada social media untuk mengetahui update kehidupan orang-orang terdekat lo.

(Foto: pixabay.com by Robin Higgins)
(Foto: pixabay.com by Robin Higgins)

Wah, pasti repot sekali bukan? Nah, di artikel kali ini gue akan mengenalkan ke Sobat semua tentang apa itu transistor, sebuah kunci utama dalam kemajuan teknologi informasi terutama komputer yang manfaatnya dapat kita rasakan saat ini. 

Tanpa adanya transistor dan perkembangannya, mungkin saat ini komputer atau laptop belum dapat dimiliki oleh sembarang orang lho, Sobat. Untuk tahu alasannya, yuk, simak penjelasannya di bawah ini!

Pengertian dan Fungsi Transistor

Transistor adalah perangkat semikonduktor yang digunakan dalam perangkat elektronik seperti komputer untuk memperkuat, mengendalikan, dan menghasilkan sinyal listrik. Kata transistor berasal dari kata trans untuk transmitter atau pemancar dan sistor untuk resistor atau penghambat.

Transistor (Foto: pixabay.com by PublicDomainPictures)
Transistor (Foto: pixabay.com by PublicDomainPictures)

Untuk memudahkan pemahaman lo tentang transistor, terlebih dahulu kita perlu mengenal tentang apa itu sinyal listrik dan kaitannya dengan proses pemancaran dan penghambatan suatu aliran listrik di dalam suatu alat komunikasi digital. 

Sinyal listrik adalah besar kecilnya arus listrik yang menyusun sebuah kode digital. Kode digital sendiri direpresentasikan oleh bilangan biner yaitu angka 0 dan 1. Angka 0 melambangakan arus listrik yang rendah, sedangkan angka 1 melambangkan arus listrik yang tinggi.

Kode digital (Foto: pixabay.com by geralt)
Kode digital (Foto: pixabay.com by geralt)

Kode digital ini dihasilkan supaya sebuah alat digital dapat melakukan fungsinya. Pada artikel Zenius yang berjudul Seperti Apa sih Teknologi Digital itu?, diberikan contoh penggunaan set kode digital ini dalam pengaturan warna merah pada perangkat. Berbeda susunan angka 0 dan 1-nya mempengaruhi tingkat kecerahan dari warna merah yang ditampilkan.

Nah, fungsi transistor adalah untuk memperkuat sinyal listrik sebagai fungsi “amplifying” dan memulai atau menghentikan sinyal sebagai fungsi “switching” untuk menyusun informasi kode digital tersebut, Sobat.

Baca Juga

Michael Faraday: Penemu Listrik yang Lahir dari Keluarga Tidak Mampu

Hari Sains Dunia – Sejarah dan Perkembangan Sains

Kenapa Listrik Rumah Menggunakan Arus Bolak Balik?

Sejarah dan Penemu Transistor

Sebelum menggunakan transistor, sebuah komputer pertama di dunia yang disebut ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer) membutuhkan 18,000 vacuum tubes seberat 30 ton yang berguna untuk mengatur arus listrik supaya sebuah komputer dapat bekerja melakukan fungsinya. Untuk menyimpan vacuum tubes sebanyak itu dibutuhkan ruangan seluas 167m2, Sobat.

ENIAC (Foto: Public Domain)
ENIAC (Foto: Public Domain)

Tidak hanya membutuhkan ruangan yang besar, tetapi untuk satu unit komputer saja membutuhkan listrik yang sangat besar (174 kilowatt) dan penggantian banyak vacuum tubes yang rusak setiap harinya.

Vacuum Tubes (Foto: Public Domain)
Vacuum Tubes (Foto: Public Domain)

Pasti lo bisa membayangkan nih biaya yang besar diperlukan untuk memiliki satu komputer saja. Tetapi, hal itu berubah seiring adanya penemuan dan pengembangan transistor.

Dari yang dulunya membutuh kan satu ruangan penuh untuk menyimpan vacuum tubes satu komputer, sekarang komputer hanya membutuhkan microchips yang ukurannya sekecil jari manusia saja. Microchips ini berisi miliaran transistor yang menggantikan fungsi vacuum tubes namun kali ini dengan ketahanan yang lebih tinggi dan harga yang lebih terjangkau.

Microchips (Foto: unsplash.com by Sahand Babali)
Microchips (Foto: unsplash.com by Sahand Babali)

Saat ini hampir semua barang elektronik telah menggunakan transistor, layaknya sel saraf yang mengatur aliran energi yang dibutuhkan untuk menjalankan berbagai macam fungsi. Penemuan transistor ini sangat lah penting dalam modernisasi industri elektronik dan mendukung pengembangan alat elektronik yang berukuran kecil seperti laptop hingga smartphone.

Transistor pertama kali ditemukan pada tahun 1947 setelah dimulainya proyek pada tahun 1945 di sebuah laboratorium industri terbesar pada masa itu yang bernama Bell Laboratories. Laboratorium tersebut dimiliki oleh sebuah perusahaan telepon raksasa yang bernama American Telephone and Telegraph (AT&T).

John Bell’s Laboratory (Foto: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0)
John Bell’s Laboratory (Foto: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0)

Penemu transistor adalah John Barden, William Shockley, dan Walter Brattain. Setelah mengalami beberapa kali eksperimen yang gagal, mereka menemukan titik terang ketika kolaborasi Walter Brattain dan John Barden berhasil menghasilkan transistor pertama yang bernama point-contact transistor pada 16 Desember 1947. Transistor ini terbuat dari perpaduan foil emas dan lempengan germanium yang mampu menghasilkan arus listrik yang lebih besar dari yang diterima.

John Barden, William Shockley, dan Walter Brattain berurutan dari sebelah kiri (Foto:  Bell telephone magazine, 1948)
John Barden, William Shockley, dan Walter Brattain berurutan dari sebelah kiri (Foto: Bell telephone magazine, 1948)

Mendapatkan sedikit apresiasi ketika temuan ini diumumkan pada tahun 1948, Shockley tetap mengembangkan transistor ini dengan mempekerjakan insinyur dan fisikawan yang hebat. Di laboratorium yang ia dirikan, Shockley Semiconductor, orang-orang yang dipekerjakannya itu berpaling dan mendirikan perusahaan mereka sendiri akibat adanya persaingan yang tidak sehat antar orang.

Perusahaan Intel Corporation, yang didirikan dua pekerjanya yang bernama Bob Noyce dan Gordon Moore, adalah perusahaan yang sukses hingga saat ini dengan memproduksi milaran transistor setiap harinya. Sedangkan, Shockley sendiri memperoleh sedikit sekali keuntungan dari temuannya itu. Namun laboratoriumnya itu tetap menjadi permulaan dari adanya Silicon Valley, pusat inovasi teknologi di Amerika.

Shockley terkenal dengan transistor temuannya yang lebih kokoh, praktis dan lebih mudah dibuat dibandingkan dengan point-contact transistor. Transistor buatannya dikenal dengan nama Bipolar Junction Transistor (BJT) yang menjadi peninggalan utama dalam dunia elektronik. 

Pada tahun 1956 John Barden, William Shockley, dan Walter Brattain kembali berkumpul untuk menerima penghargaan Nobel Prize dalam bidang fisika atas penelitian mereka tentang semikonduktor dan efek transistor.

Transistor pun terus berkembang penyusunannya, dan saat ini mayoritas transistor tidak lagi menggunakan germanium melainkan menggunakan silikon. Penggunaan silikon memberikan ketahanan yang lebih tinggi karena germanium rusak pada suhu 82C.

Cara Kerja Transistor Bipolar

Sebuah transistor terdiri dari 3 lapisan semikonduktor dan 3 terminal atau kaki, yaitu terminal emitter (E), terminal base (B), dan terminal collector (C). Sedangkan tipe transistor bipolar terbagi menjadi tipe Positif-Negatif-Positif (PNP) dan Negatif-Positif-Negatif (NPN). Yang saat ini paling banyak digunakan adalah tipe NPN karena paling mudah dibuat menggunakan silikon.

Ilustrasi struktur transistor (Foto: rohm.com)
Ilustrasi struktur transistor (Foto: rohm.com)

Pada laman Rohm, sebuah perusahaan manufaktur elektronik Jepang, cara kerja transistor dianalogikan seperti kran air. Terminal base berfungsi seperti tuas keran, terminal collector berfungsi sebagai pipa penyalur airnya, dan terminal emitter berfungsi lubang di mana air keluar. Jika arus air diganti dengan arus listrik, maka besar-kecilnya tegangan listrik dapat diatur oleh terminal base.

Transistor
Transistor (Foto: www.explainthatstuff.com)

Pada gambar di atas Sobat bisa mengamati bentuk transistor tipe negatif-positif-negatif. Ketika keadaan off atau tidak ada arus listrik yang dialirkan melalui lubang yang ada pada base, base berperan untuk menutup salurannya supaya tidak ada arus listrik yang mengalir ke emitter. Lalu saluran akan dibuka ketika ada arus listrik yang dialirkan ke base

Ketika lo memberikan aliran listrik positif pada base, emitter dan collector pun akan teraliri arus listrik. Elektron atau arus listrik yang masuk melalui base ditransfer ke emitter lalu ditarik ke base lagi sebelum diteruskan ke  collector untuk merubah keadaan off menjadi on.

Transistor (Foto: www.explainthatstuff.com)
Transistor (Foto: www.explainthatstuff.com)

Nah, kerja transistor untuk merubah keadaan off maupun on sesuai ada dan tidaknya arus listrik ini menjalankan fungsi switching.

Sedangkan fungsi amplifying atau memperkuat tegangan listrik dijalankan ketika arus listrik kecil yang dialirkan ke base diperkuat atau diperbesar. Sehingga tegangan yang mengalir pada bagian emitter dan collector sudah lebih besar.

Jenis-Jenis Transistor

Secara umum, transistor dikelompokkan menjadi Transistor Bipolar atau Bipolar Junction Transistor (BJT) dan Transistor Efek Medan atau Field Effect Transistor (FET). Perbedaan jenis tersebut adalah bahwa BJT memerlukan arus listrik sedangkan FET hanya membutuhkan tegangan saja.

Masing-masing kelompok transistor tersebut terbagi menjadi beberapa jenis seperti di bawah ini:

  1. Bipolar Junction Transistor (BJT)
    Transistor ini memiliki dua kutub seperti namanya yang diawali dengan kata “bi”, yaitu kutub positif dan kutub negatif. Transistor ini memerlukan muatan pembawa berupa hole dan elektron.
    Berdasarkan jenis tegangan listrik yang digunakan, BJT terbagi menjadi dua, yaitu:

    • Transistor NPN atau Negatif-Positif-Negatif 

    Transistor NPN menggunakan arus listrik kecil dan tegangan positif.

    Transistor NPN
    Transistor NPN
    • Transistor PNP atau Positif-Negatif-Positif 

    Transistor PNP menggunakan arus listrik kecil dan tegangan negatif

    Transistor PNP
    Transistor PNP
  2. Field Effect Transistor (FET)
    Transistor ini hanya memerlukan satu muatan pembawa, yaitu hole atau elektron. Oleh karena itu, transistor ini biasanya disebut Transistor Unipolar. Jenis-jenis FET adalah seperti di bawah ini:

    • Junction Field Effect Transistor (JFET)
    (Foto: https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)
    (Foto: https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)
    • Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor (MOSFET)

      (Foto: https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)
      (Foto: https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)
    • Uni Junction Transistor (UJT)
    (Foto: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)
    (Foto: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

    Penutup

    Nah, pasti sekarang Sobat Zenius sudah lebih tahu kan tentang apa itu transistor, sejarahnya, cara kerja, dan jenis-jenisnya. Dari artikel ini, harapannya lo bisa menambah wawasan lo tentang dunia elektronik dan termotivasi untuk menciptakan inovasi-inovasi lain di bidang ini ya, Sobat.

    Sekian dari gue, see you in the next article! 

Referensi

Electrotopic.com. (2019, September 1). What is the basic function of a transistor? Electrotopic.com. Retrieved December 21, 2021, from http://electrotopic.com/what-is-the-basic-function-of-a-transistor/

Encyclopædia Britannica, inc. (2021). Transistor. Encyclopædia Britannica. Retrieved December 22, 2021, from https://kids.britannica.com/students/article/transistor/277411

Hawes, J. (2021). Transistors. Electronics Club. Retrieved December 22, 2021, from https://electronicsclub.info/transistors.htm

Indonesian students among the world’s highest users of Technology. Cambridge Assessment International Education. (2018, November 27). Retrieved December 21, 2021, from https://www.cambridgeinternational.org/news/news-details/view/indonesian-students-among-the-worlds-highest-users-of-technology-27-nov2018/

Kemp, S. (2021, February 11). Digital in Indonesia: All the statistics you need in 2021 – DataReportal – global digital insights. DataReportal. Retrieved December 21, 2021, from https://datareportal.com/reports/digital-2021-indonesia

The Nobel Prize in Physics 1956. NobelPrize.org. (1956). Retrieved December 22, 2021, from https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1956/summary/

Public Broadcasting Service. (1999). An outline of the history of the transistor. PBS. Retrieved December 21, 2021, from http://www.pbs.org/transistor/album1/

Public Broadcasting Service. (1999). Point Contact Transistor. PBS. Retrieved December 22, 2021, from http://www.pbs.org/transistor/science/events/pointctrans.html

Riordan, M. (2020, March 26). Transistor. Encyclopædia Britannica. Retrieved December 21, 2021, from https://www.britannica.com/technology/transistor

Syahrizal Dwi Febrianto. (2021). Transistor. SDF Aviation. Retrieved December 22, 2021, from https://www.sdf-aviation.com/Transistor

TEDEducation. (2016, June 6). How transistors work – Gokul J. Krishnan. YouTube. Retrieved December 21, 2021, from https://www.youtube.com/watch?v=WhNyURBiJcU

What is a Transistor? ROHM. (n.d.). Retrieved December 21, 2021, from https://www.rohm.com/electronics-basics/transistors/history-of-transistors

Wink, C. (2016, February 15). ENIAC: 10 things you should know about the original Super Computer 65 years later. Technical.ly Philly. Retrieved December 21, 2021, from https://technical.ly/philly/2011/02/15/eniac-10-things-you-should-know-about-the-original-modern-super-computer-65-years-later/

Woodford, C. (2021, December 8). How do transistors work? Explain that Stuff. Retrieved December 21, 2021, from https://www.explainthatstuff.com/howtransistorswork.html

Bagikan Artikel Ini!