Dasar Elektronika Sederhana
Teknik
Elekronik mengacu pada cabang ilmu pengetahuan tentang proses listrik yang
mengalir melalui ruang hampa,gas dan melalui bahan semi konduktor. Sedangkan
Teknik listrik membahas tentang proses arus listrik yang mengalir melalui
bahan-bahan penghantar padat misalnya logam dan bahan cairan misalnya
elektrolit. Komponen elektronik dan juga elektromekanik yang digunakan dalam
sirkuit elektronik dan sumber daya.listrik dibedakan menjadi komponen aktif dan
komponen pasif.
- Komponen elektronik yang termasuk komponen aktif misalnya Solar sell, Transistor, Thyristor, Tabung elektron, Diode.
- Komponen Elektronik yang termasuk komponen pasif misalnya : Resistor, Capasitor, Indiktor, Transformator, Relay, Saklar,Connector.
Perbedaan
komponen pasif dan aktif adalah pada komponen pasif tidak mengubah bentuk
gelombang sinyal ac yang diberikan kepadanya sedangkan komponen aktif dapat
menyearahkan, menguatkan, dan mengubah bentuk gelombang sinyal AC yang
diberikan kepadanyaPerbedaan komponen pasif dan aktif adalah pada komponen
pasif tidak mengubah bentuk gelombang sinyal ac yang diberikan kepadanya
sedangkan komponen aktif dapat menyearahkan, menguatkan, dan mengubah bentuk
gelombang sinyal AC yang diberikan kepadanya.
A. KOMPONEN PASIF
Yang termasuk
komponen pasif adalah resistor, kapasitor, induktor.
1. RESISTOR
Resistor
disebut juga dengan tahanan atau hambatan, berfungsi untuk menghambat arus
listrik yang melewatinya. Satuan harga resistor adalah Ohm. ( 1 (mega ohm) = 1000 K (kilo ohm) = 1.000.000 (ohm)). Resistor
terbagi menjadi dua macam, yaitu :
a) Resistor tetap
Resistor tetap yaitu
resistor yang nilai hambatannya relatif tetap, biasanya terbuat dari karbon,
kawat atau paduan logam. Nilainya hambatannya ditentukan oleh tebalnya dan
panjangnya lintasan karbon. Panjang lintasan karbon tergantung dari kisarnya
alur yang berbentuk spiral.
b) Resistor
variabel
Resistor
variabel, yaitu resistor yang besarnya hambatan dapat diubah-ubah. Resistor
variabel dapat dibagi dalam dua macam yaitu:
⇨ VR linier atau
perubahan sudut putar linier terhadap nilai resistansi (Contoh penerapan
digunakan untuk sensor).
⇨ VR logaritmis atau perubahan sudut putar
logaritmis terhadap nilai resistansi. (Contoh penerapan pada audio)
c) Thermistor
Thermistror
adalah resistor yang dipengaruhi oleh perubahan suhu atau temperatur
⇨ NTC adalah Negative
Temperature Coefisien dimana perubahan suhu berbanding terbalik terhadap
perubahan resistansi.
⇨ PTC adalah Positive Temperature Coefisien dimana
perubahan suhu berbanding lurus terhadap perubahan resistansi.
d) Light Dependent
Resistor
LDR (Light Dependent
Resistor) adalah resistor yang dipengaruhi oleh perubahan cahaya.
2. KAPASITOR
Kapasitor
adalah suatu komponen elektronika yang dapat menyimpan dan melepaskan muatan
listrik atau energi listrik. Kemampuan untuk menyimpan muatan listrik pada
kapasitor disebut dengan kapasitansi atau kapasitas. Seperti halnya hambatan, kapasitor
dapat dibagi menjadi:
a) Kapasitor Tetap
Kapasitor tetap
merupakan kapasitor yang mempunyai nilai kapasitas yang tetap.
b) Kapasitor Tidak
Tetap
Kapasitor
tidak tetap adalah kapasitor yang memiliki nilai kapasitansi atau kapasitas
yang dapat diubah-ubah. Kapasitor ini terdiri dari:
1) Kapasitor Trimer
Kapasitor yang nilai
kapasitansinya dapat diubah-ubah dengan cara memutar porosnya dengan obeng.
2) Kapasitor
Variable (Variable Capasitor) (Varco)
Kapasitor yang nilai
kapasitansinya dapat diubah-ubah dengan memutar poros yang tersedia. (bentuk
menyerupai potensiometer)
3. INDUKTOR
Induktor
adalah komponen yang dapat menyimpan energi magnetik.
Energi ini
direpresentasikan dengan adanya tegangan emf (electromotive force) jika
induktor dialiri listrik. Tegangan emf akan menjadi penting saat
perubahan arusnya fluktuatif. Efek emf menjadi signifikan pada
sebuah induktor, karena perubahan arus yang melewati tiap lilitan akan saling
menginduksi. Ini yang dimaksud dengan self-induced. Secara
matematis induktansi pada suatu induktor dengan jumlah lilitan sebanyak N adalah
akumulasi flux magnet untuk tiap arus yang melewatinya:Fungsi utama dari induktor di dalam suatu rangkaian adalah untuk melawan fluktuasi arus yang melewatinya.
B. KOMPONEN AKTIF
1. Diode
(PN Junction)
Dioda merupakan suatu semikonduktor yang
hanya dapat menghantar arus listrik dan tegangan pada satu arah saja. Bahan
pokok untuk pembuatan dioda adalah Germanium (Ge) dan Silikon/Silsilum (Si).
Dioda terdiri
dari :
a) Dioda Kontak
Titik
Dioda
ini dipergunakan untuk mengubah frekuensi tinggi menjadi frekuensi rendah.
Contoh tipe dari
dioda ini misalnya; OA 70, OA 90 dan 1N 60.
b) Dioda Hubungan
Dioda
ini dapat mengalirkan arus atau tegangan yang besar hanya satu arah.Dioda ini
biasa digunakan untuk menyearahkan arus dan tegangan. Dioda ini memiliki
tegangan maksimal dan arus maksimal, misalnya Dioda tipe 1N4001 ada 2 jenis
yaitu yang berkapasitas 1A/50V dan 1A/100V. Simbol dioda hubungan sama
dengan simbol dioda kontak titik.
c) Dioda Zener
Dioda
Zener adalah dioda yang bekerja pada daerah breakdown atau pada daerah kerja
reverse bias. Dioda ini banyak digunakan untuk pembatas tegangan.atau
stabilisator tegangan
Tipe dari dioda zener
dibedakan oleh tegangan pembatasnya. Misalnya 12 V, ini berarti dioda zener
dapat membatasi tegangan yang lebih besar dari 12 V atau menjadi 12 V.
d) Dioda Pemancar
Cahaya (LED)
LED
adalah kepanjangan dari Light Emitting Diode (Dioda Pemancar Cahaya).
Dioda ini akan
mengeluarkan cahaya bila diberi tegangan sebesar 1,8 V dengan arus 1,5 mA. LED
banyak digunakan sebagai lampu indikator dan peraga (display).
2. TRANSISTOR
Transistor
memiliki dua jenis yaitu: Transistor Bipolar dan Transistor Unipolar.
Transistor
Bipolar adalah transistor yang memiliki dua persambungan kutub (seperti pada
gambar a).
Transistor
Unipolar adalah transistor yang hanya memiliki satu buah persambungan kutub
(seperti pada gambar b).
Transistor
biasa terdiri dari 3 buah kaki yang masing-masing diberi nama: emitor, basis dan
kolektor.
Transistor bipolar
dapat diibaratkan dengan dua buah dioda yang tergambar pada gambar a.
3. THYRISTOR
Thyristor
berakar kata dari bahasa Yunani yang berarti ‘pintu'. Dinamakan demikian
barangkali karena sifat dari komponen ini yang mirip dengan pintu yang dapat
dibuka dan ditutup untuk melewatkan arus listrik. Ada beberapa komponen yang
termasuk thyristor antara lain adalah komponen-komponen thyristor yang dikenal
dengan sebutan SCR (silicon controlled rectifier), TRIAC dan
DIAC.
Ciri-ciri utama dari
sebuah thyristor adalah komponen yang terbuat dari bahan semikonduktor silicon.
Walaupun bahannya sama, tetapi struktur P-N junction yang dimilikinya lebih
kompleks dibanding transistor bipolar atau MOS. Komponen thyristor lebih
digunakan sebagai saklar (switch) daripada sebagai penguat arus atau
tegangan seperti halnya transistor.Macam macam thyristor:
a) SCR
Thyristor disebut juga dengan SCR ( Silicon Controlled Rectifier) dan
banyak digunakan sebagai saklar elektronik. Gambar diskrit dan
simbol SCR ditunjukkan dengan gambar dibawah ini :
Thyristor
ini akan bekerja atau menghantar arus listrik dari anoda ke katoda jika pada
kaki gate diberi arus kearah katoda, karenanya kaki gate harus diberi tegangan
positif terhadap katoda.
Pemberian tegangan
ini akan menyulut thyristor, dan ketika tersulut thyristor akan tetap
menghantar. SCR akan terputus jika arus yang melalui anoda ke katoda menjadi
kecil atau gate pada SCR terhubung dengan ground.
b) TRIAC
Boleh
dikatakan SCR adalah thyristor yang uni-directional, karena ketika ON hanya
bisa melewatkan arus satu arah saja yaitu dari anoda menuju katoda. Struktur
TRIAC sebenarnya adalah sama dengan dua buah SCR yang arahnya bolak-balik dan
kedua gatenya
disatukan. Simbol dan
bentuk fisik TRIAC ditunjukkan pada gambar berikut ini. TRIAC biasa juga
disebut thyristor bi-directional.
c) DIAC
Kalau dilihat
strukturnya seperti Gambar 24, DIAC bukanlah termasuk keluarga thyristor, namun
prinsip kerjanya membuat ia digolongkan sebagai thyristor. DIAC dibuat dengan
struktur PNP mirip seperti transistor. Lapisan N pada transistor dibuat sangat
tipis sehingga electron dengan mudah dapat menyeberang menembus lapisan ini.
Sedangkan pada DIAC, lapisan N di buat cukup tebal sehingga elektron cukup
sukar untuk menembusnya. Struktur DIAC yang demikian dapat juga dipandang
sebagai dua buah dioda PN dan NP, sehingga dalam beberapa literatur DIAC
digolongkan sebagai dioda.
Sukar
dilewati oleh arus dua arah, DIAC memang dimaksudkan untuk tujuan ini. Hanya
dengan tegangan breakdown tertentu barulah DIAC dapat menghantarkan
arus. Arus yang dihantarkan
tentu saja bisa
bolak-balik dari anoda menuju katoda dan sebaliknya. Kurva karakteristik DIAC
sama seperti TRIAC, tetapi yang hanya perlu diketahui adalah berapa tegangan breakdown-nya.
Simbol dari DIAC adalah seperti yang ditunjukkan pada Gambar 32. DIAC umumnya
dipakai sebagai pemicu TRIAC agar ON pada tegangan input tertentu yang relatif
tinggi.
4. Transistor FET
Transistor
Bipolar dinamakan demikian karena bekerja dengan 2 (bi) muatan yang berbeda
yaitu elektron sebagai pembawa muatan negatif dan hole sebagai pembawa muatan
positif. Ada satu jenis transistor lain yang dinamakan FET (Field Efect
Transistor). Berbeda dengan prinsip kerja transistor bipolar, transistor
FET bekerja bergantung dari satu pembawa muatan, apakah itu elektron atau hole.
Karena hanya bergantung pada satu pembawa muatan saja, transistor ini disebut
komponen unipolar. Umumnya untuk aplikasi linear, transistor bipolar lebih
disukai, namun transistor FET sering digunakan juga karena memiliki impedansi
input (input impedance) yang sangat besar. Terutama jika digunakan sebagai switch,
FET lebih baik karena resistansi dan disipasi dayanya yang kecil.
Ada
dua jenis transistor FET yaitu JFET (junction FET) dan MOSFET
(metal-oxide semiconductor FET). Pada dasarnya kedua jenis
transistor memiliki prinsip kerja yang sama, namun tetap ada perbedaan yang
mendasar pada struktur dan karakteristiknya. Namun dari keduanya yg sering
banyak dipakai adalah jenis MOSFET makanya yang akan dibahas disini adalah
jenis MOSFET. Mirip seperti JFET, transistor MOSFET (Metal oxide FET)
memiliki drain, source dan gate. Namun perbedaannya gate terisolasi oleh
suatu bahan oksida. Gate sendiri terbuat dari bahan metal seperti
aluminium. Oleh karena itulah transistor ini dinamakan metal-oxide. Karena
gate yang terisolasi, sering jenis transistor ini disebut juga IGFET yaitu
insulated-gate FET.
Ada dua jenis MOSFET,
yang pertama jenis depletion-mode dan yang kedua jenis enhancement-mode.
Jenis MOSFET yang kedua adalah komponen utama dari gerbang logika dalam bentuk
IC (integrated circuit), uC (micro controller) dan uP (micro
processor) yang tidak lain adalah komponen utama dari komputer modern saat
ini.Terima kasih atas kunjungannya.
2 komentar
Nama:kelvin wisam syahputra
Kelas:x tkr3
Absen:19
THANKS
EmoticonEmoticon