Teknologi Dan Rekayasa
KK.1 Memahami Dasar – Dasar Elektronika
Tujuan Pembelajaran: 1. Me Mema maha hami mi ko kons nsep ep da dasa sarr ele elekt ktro roni nika ka 2. Me Mema maha hami mi si simb mbol ol ko komp mpon onen en el elek ektr tron onik ika a 3. Me Mema maha hami mi sifa sifatt-si sifa fatt komp kompon onen en elek elektr tron onik ika a pasif pasif 4. Me Meng ngga gamb mbar ar kara karakt kter eris isti tik k kompo kompone nen n elekt elektro roni nika ka..
Pendahuluan •
Penggunaan komponen elektronika sangat luas , bahkan pada sistem pengendali statis semi konduktor sebagai bagian dari elektronika akan menggantikan peranan kendali mekanik, keuntungan lain dapat berfungsi rangkap, sebagai rangkaian elektronik dan pengendali statis relay memiliki • Penggunaan semikonduktor sebagai relay kelebihan tertentu lebih cepat dan teliti dibanding relay mekanik. relay mekanik. • Transistor dan thyristor dapat digunakan sebagai switch untuk memutus atau menyambungkan switch hubungan antara sumber dengan beban.
Semi Konduktor Bahan semikonduktor adalah suatu bahan yang memiliki tahanan jenis yang berada diantara bahan isolator dan bahan konduktor Tabel Tahanan Jenis Bahan No
Jenis bahan
Tahanan jenis
1.
Jenis isolator
107 s/d 1023m
2.
Jenis semikonduktor
10-6 s/d 107 m
3.
Jenis konduktor
10-8 s/d 10-6 m
Semi Konduktor Bahan semikonduktor lainnya yang dapat dipergunakan dalam komponen photo elektris antara lain adalah 1. Atom si silikon da dan ato atom m germanium
Susunan suatu atom terdiri dari sejumlah elektron yang bergerak beredar mengelilingi inti atom menurut garis peredaran atau orbit tertentu. Setiap garis orbit membentuk suatu lapangan (kulit atom) dengan jumlah elektron sesuai aturan 2 n2, n adalah nomor kulit atom. Valensi Valensi adalah elektron yang berada pada bagian paling luar dari susunan atom. dalah elektron yang berada pada bagian paling luar dari susunan atom
Semi Konduktor Silikon (Si) memiliki 14 elektron, 2 elektron kulit pertama dan 8 elektron kulit kedua dan sisanya 4 elektron. Germanium (Ge) memiliki 32 elektron, kulit pertama 2 elektron, kulit kedua 8 elektron, kulit ketiga 18 elektron dan sisanya 4 elektron. Atom Si dan Ge memiliki valensi 4 (elemen tetravalent). a. Atom germanium b. Atom silikon
Semi konduktor Struktur
•
kristal semikonduktor
Ikatan kovalen Contoh, dua buah atom hidrogen memiliki sebuah elektron valensi , maka kedua atom tersebut membuat satu ikatan kovalen
•
Kristal semikonduktor Jika sejumlah atom tetravalent , maka setiap satu atom mengadakan ikatan kovalen dengan empat atom disekelilingnya, melalui empat ikatan kovalen dari elektron valensi
Semi konduktor Semi konduktor Kristal
tipe N
Kemampuan untuk menghantarkan arus listrik pada kristal semikonduktor murni dapat dilakukan dengan menambah ( doping ) sejumlah kecil unsur lain kedalam kristal murni, sehingga dihasilkan kristal semikonduktor extrinsic . Kristal yang terbentuk disebut kristal tipe N. Sedangkan atom pentavalent yang berfungsi pendoping disebut atom donor
Semi konduktor
Gambar Struktur Kristal Tipe N
Semi konduktor Kristal
tipe P
Atom trivalent sebagai pendoping disebut atom akseptor dan kristal yang terbentuk disebut kristal tipe P
Gambar Struktur Kristal Tipe P
Semi konduktor
PN Junction Semikondukt Semikonduktor or Jika dua kristal semikonduktor tipe P dan N dibentuk dala satu lapisan, maka terjadi gabungan dan disebut PN j ju u n cti on
Selanjutnya terjadi peristiwa difusi elektron bebas pada daerah transisi kristal N ke transisi P
Semi konduktor
Gambar Difusi Elektron dari N menuju P
Gambar D eple plection ction Region Region PN Ju Juncti ncti on
Komponen-Komponen Elektronika Dioda semikonduktor
P
N
Bentuk fisis PN junction PN junction dioda semikonduktor
Dioda, semikonduktor adalah suatu PN j ju u n cti on yang memiliki dua elektroda yang dihubungkan dengan masing-masing lapis kristal P dan N. Pada PN j ju u n cti on elektroda yang elektroda tersambung dengan krital N disebut kathoda (K) dan elektroda yang tersambung dengan kristal P disebut anoda (A).
Komponen-Komponen Elektronika Dioda semikonduktor •
Prategangan maju (f or wa ) warr d bi bi as Rangkaian f or ditunjukkan pada orwa warr d bi bi as dioda gambar, terjadi jika Anoda (kristal P) mendapat potensial + terhadap kathoda (kristal N) atau dengan kata lain jika Anoda (A) dihubungkan pada kutub + baterai dan Kathoda (K) disambung dengan kutub – baterai baterai
Komponen-Komponen Elektronika
Gambar Forwar Forward d Bias Pada Bias Pada Dioda Semikonduktor
Komponen-Komponen Elektronika •
Prategangan balik ( r eve ) verr se bi bias as Jika tegangan atau potensial kathoda (kristal N) lebih positif terhadap anoda (kristal P) atau A mendapat tegangan negatif ( – ) baterai dan K mendapat tegangan positif (+) baterai, maka terjadi r eve verr se bi bias as dioda. Gambar menunjukkan rangkaian r eve verr se bi bias as di dioda oda
Komponen-Komponen Elektronika
Gambar Rangkaian Dioda Re Reve verr se B i as
Komponen-Komponen Elektronika •
Karakteristik dioda Pada bias f or terdapat terdapat orwa warr d tegangan konduk ( turn on ) voltage untuk dioda germaium kurang lebih 0,2 volt dan 0,6 volt untuk dioda silikon
Komponen-Komponen Elektronika •
Mengenal kode atau simbol dioda Pada sistem pengkodean dioda di Eropa, terdiri dari dua atau tiga huruf diikuti oleh suatu nomor seri
a. Hu Huru ruff pertam pertama a Menyatakan bahan untuk membuat dioda A: germanium dan B : silikon b. Hur Huruf uf kedu kedua a Menyatakan fungsinya, A: dioda umum atau biasa dan B: dioda daya
Komponen-Komponen Elektronika c. Huruf ketiga Menyatakan dioda tipe industri, yaitu tipe-tipe yang memenuhi syarat lebih tinggi, sedangkan nomor serinya tidak memiliki arti teknis Contoh: BY 127, artinya dioda terbuat dari silikon dan fungsinya sebagai dioda daya
Komponen-Komponen Elektronika •
Percobaan dioda untuk penyearah setengah gelombang
a. Peral Peralatan atan dan dan bahan yang diguna digunakan kan Peralatan yang digunakan pada percobaan adalah: Voltmeter DC, Voltmeter AC, dan . Osciloscope Bahan yang digunakan adalah dioda, tahanan, transformator st ep dow , dan kabel penghubung d own n
Komponen-Komponen Elektronika Dioda
Zener
K
A
Simbol
Karakteristik
Simbol dan Karakteristik Zener Dioda
Komponen-Komponen Elektronika Prinsip Kerja Dioda Zener
Jika tegangan reverse dihubungkan pada PN j u n cti on , de depl ple ecti ction on l aye ayer r bertambah lebar karena elektron dan hole ditolak j ditolak . ju u n cti on
Lebar de bergantung kadar doping, jika digunakan silikon depl ple ecti on laye l ayer r bergantung dengan doping tinggi, maka dihasilkan de yang sempit. Jika yang depl ple ecti ction on l aye ayer r tegangan reverse dihubungkan menimbulkan medan listrik yang kuat pada dioda dan jika tegangan reverse mencapai tegangan zener U z, maka mencapai medan listrik yang dibangkitkan sangat kuat sehingga banyak elektron akan terlepas dari daya tarik intinya disertai dengan kenaikan arus secara mendadak. Keadaan ini disebut secara disebut dengan zen er br eak down . reverse
Sebelum terjadi zener break down , elektron-elektron dari minority memperolah tenaga kinetik yang besar sehingga pada saat carrier menabrak atom akan menimbulkan ionisasi dan menimbulkan elektron baru, semakin banyak elektron yang dihasilkan dan arus revers e naik dengan cepat. Peristiwa semacam ini disebut avalence br eak down .
Komponen-Komponen Elektronika Dioda zener dioda sebagai penstabil tegangan Misal tegangan input Ui berasal dari output sebuah perata arus dan tegangannya tidak stabil dan beban R L berubah-ubah.. Padahal yang berubah-ubah dikehendaki tegangan di antara ujung-ujung R L stabil maka dipasang dioda zener dan tahanan R 1 yang dipilih sehingga tegangan pada zener sama dengan Uz.
Gambar penstabil Tegangan dengan Dioda Zener
Komponen-Komponen Elektronika
Penstabil tegangan pada beban bervariasi
Jika tegangan turun karena R l yang berubah besar (naik), maka I1 turun sehingga Uz naik sehingga Iz naik, IT.R 1 naik dan Uz turun lagi ke harga semula. Sebaliknya, jika beban berubah turun, maka I L naik, IT naik dan Uz turun sehingga Iz turun, IT turun dan IT.R 1 turun dan Uz akhirnya naik lagi ke harga semula. Berdasarkan dua kondisi tersebut, walaupun beban (I L) berubahubah maka tegangan pada beban tetap stabil, demikian juga U z dan yang selalu berubah adalah Iz mengikuti perubahan arus beban (IL), Jika IL sama dengan nol, maka arus maksimum yang mengalir pada zener tidak boleh melebihi I z maksimum yang diijinkan
Percobaan dioda zener
Alat dan bahan yang digunakan:
Us = Regulated power supply supply 0 0 – 30 30 VDC V1 = Voltmeter 0-5 Volt DC V2 = Voltmeter 0-10 volt DC Osc = Osiloscope mA = mili amperemeter 0-50 mA
R p = Potentiometer T = Transformator Transformator step step – down 220V/6V down 220V/6V
D2 = Dioda zener R 1
= 100 Ω
R 2
= 200 Ω
Kabel penghubung, secukupnya
Buat
rangkaian percobaan dengan menggunakan bahan dan peralatan untuk percobaan rangkaian seperti ditunjukkan Gambar f or wa warr d bi bi as
Hidupkan
sumber dan siapkan tegangan U s sebesar 4 Volt
Atur
potensiometer pelan-pelan, sehingga tegangan pada dioda zener naik dengan perubahan tegangan 0,1 volt tiap tahap (dari penunjukan voltmeter
Pada
setiap tahap, catat besarnya arus yang mengalir = Iz dengan membaca mA, masukkan pada Tabel
Dari
hasil pengamatan anda, buat grafik karakteristik dioda zener pada tempat yang disediakan (Gambar )
Amati
bagaimana pengaruh perubahan panas terhadap dioda zener di dalam rangkaian, tetapkan besar arus tertentu dan panaskan dioda zener dengan solder dan amati penunjukan mili amperemeter
Tabel Hasil Percobaan Forward Bias Zener Dioda
Gambar Grafik Hubungan Tegangan dan Arus Forward Bias Zener Diode
Transistor Konstruksi dasar
Transistor memiliki dua buah j ju u n cti on yang terdiri dari yang bahan NPN (transistor NPN) dan bahan PNP (transistor PNP).
Transistor memiliki tiga buah elektroda, yaitu Emitor (E), (E), Basis atau Base (B) dan Kolektor atau Colector (C), lihat simbol transistor pada gambar.
Pada transistor NPN, arah panah dari base menuju ke emitor , arah panah tersebut menunjukkan arah arus listrik melalui transistor. Pada transistor PNP, arah panah pada emiter ke base dan kebalikan pada transistor NPN. dan
Gambar Susunan Fisis dan Simbol Transistor NPN
a. bent bentuk uk fi fisi sis s (susunan kristal)
b. si simb mbol ol NPN
a. bent bentuk uk fi fisi sis s (susunan kristal)
b. si simb mbol ol PNP
PRINSIP KERJA TRANSISTOR Prinsip kerja transistor NPN Agar transistor dapat bekerja di daerah aktif, diperlukan tegangan awal f o r w a r d pada pada dan dan ju j u n c t i o n e m i t e r r (JE) (JE) tegangan awal reverse pada pada . ju j u n c t i o n k o l e k t o r (J C ) merupakan c o m m o n E m i t e r merupakan i n p u t dan dan o u t p u t , misal tegangan pada emiter nol, dengan anggapan tahanan dalam e m i t e r (penukaran arus) ju u n c t i o n b a s e - nol. Misalkan j e m i t e r (JE) (JE) diberi tegangan awal 0,6 volt, tegangan f o r w a r d 0,6 kolektor (terhadap emiter) 6 ju u n c ti o n b as e volt, maka besar j diberi tegangan c o l e c t o r J C diberi awal reverse sebesar (6-0,6) = sebesar 5,4 volt.
PRINSIP KERJA TRANSISTOR Cara kerja transistor PNP
Tegangan forward diberikan diberikan pada junction emiter base base dan dan tegangan awal reverse diberikan pada junction pada junction colector base. base. Tegangan awal forward yang yang P
diperlukan pada junction pada junction emiter base, base, untuk transistor germanium lebih rendah daripada untuk transistor silikon.
RANGKAIAN DASAR TRANSISTOR
Rangkaian dasar transistor Terdapat tiga macam rangkaian dasar transistor, yaitu: 1. Rangkaian common emiter , emiter merupakan common (gabungan) common (gabungan) untuk input dan dan output . Rangkaian ini paling banyak dipergunakan; 2. Rangkaian common base, base, basis sebagai gabungan; dan 3. Rangkaian common collector,: collector,: kolektor sebagai gabungan.
Salah satu pertimbangan dalam memilih rangkaian adalah besar impedansi i n p u t dan dan o u t p u t . Rangkaian Sifat-sifat
Common Base
Common Emiter
Common collector
1
tinggi
Tinggi
Penguatan arus Penguatan tegangan
Tinggi
Tinggi
Impedansi input
Rendah
Sedang
Tinggi
Impedansi output
Tinggi
Sedang
Rendah
Penguatan daya
Sedang
Tinggi
Rendah
Ada
Ada
Beda phasa 180 o Antara sinyal out & Tidak ada input
1
Pengetahuan praktis tentang transistor yang paling dekat Kaki emitor yang a. dengan bibir dari selubung logam. Jika diputar searah jarum jam, sesudah kaki emitor adalah adalah kaki basis dan selanjutny selanjutnya a kaki kolektor. b.
Kaki kolektor disambung
dengan selubung.
c.
Transistor dengan selubung plastik,
Kode transistor Huruf pertama pada kode menunjukkan bahan baku untuk membuat transistor. A = germanium B = silikon Huruf kedua yang ada pada transistor menunjukkan penggunaan atau penerapannya. Beberapa hal yang perlu diperhatikan antara lain adalah: C = Transistor untuk p berfrekuensi rendah D = Transistor daya untuk penerapan berfrekuensi rendah F = Transistor untuk frekuensi tinggi S = Transistor saklar U = Transistor saklar daya I = Transistor daya untuk frekuensi tinggi
TRANSISTOR SEBAGAI SAKLAR Pemanfaatan transistor sebagai switch
Kondisi cut off Rangkaian transistor common emitor , tahanan beban RL dianggap terhubung seri
UCC = UCE + IC .RL Jika basis memperoleh bias negatif (reverse) besar dapat memutuskan (cut-off ) arus
kolektor sama dengan nol. Jika transistor dianggap sebagai switch, maka switch pada keadaan terbuka (Off ). ).
TRANSISTOR SEBAGAI SAKLAR Kondisi saturasi transistor Jika basis diberi bias arah maju (forward ( forward ) sampai seluruh tegangan UCC muncul sebagai drop tegangan pada RL, Jika IC diperbesar pada suatu titik pada kondisi seluruh tegangan UCC terjadi pada RL, maka tidak tersisa tegangan pada kolektor. Kondisi ini disebut kondisi saturasi (jenuh) dari transistor tersebut. Jika transistor dianggap switch), sebagai saklar ( switch ), maka berada pada kondisi tertutup (ON).
HUBUNGAN DARLINGTON Dasar latching
Dua buah transistor tipe PNP dan NPN dikatakan komplementer jika memiliki karakteristik serupa. Cara menghubungkan transistor komplementer membentuk cascade,, cascade
HUBUNGANDARLINGTON Salah satu cara untuk menutup latch dilakukan latch dilakukan dengan sistem penyulutan (triggering (triggering ) pada elektroda basis dari salah satu
transistor tersebut. Misal trigger positip diberikan pada basis dari Q2, emiter basis Q2 basis Q2 memperoleh forward bias dan Q2 mulai menghantar. Karena kolektor Q2 dihubungkan langsung
dengan basis Q1, maka Q1 memperoleh input dan selanjutnya akan memberikan penguatan sehingga timbul IC pada Q1 dan arus ini merupakan input bagi Q2 dan akan diperkuat lagi oleh Q2.
Untuk membuka latch latch dapat dapat dilakukan dengan cara: 1. Mengurangi tegangan catu UCC sehingga arus beban berkurang, 2. Memperbesar nilai RL atau sama sekali mencabutnya, 3. Memberikan reverse bias trigger pada pada basis satu transistor tersebut.
KOMPONEN DIODA 4 LAPIS Dioda 4 Lapis Susunan fisis dan prinsip kerja Dioda 4 lapis merupakan dasar dari SCR, DIAC, TRIAC dan lain-lain. Dioda 4 lapis memiliki 2 sifat, pada saat tertentu memiliki nilai tahanan tinggi dan pada saat tertentu memiliki nilai tahanan rendah. Peralihan dari tahanan tinggi ke tahanan rendah terjadi jika dioda diberi tegangan yang melebihi tegangan break over (UBO), (UBO), sebaliknya peralihan dari nilai tahanan rendah menjadi nilai tahanan tinggi terjadi jika arus yang melalui dioda menjadi lebih kecil dari arus penahan (holding current = = Ih).
PRINSIP KERJA DIODA 4 LAPISkomponen Pada saat sumber tegangan Us diberikan pada rangkaian, pada dioda tidak mengAlirkan arus karena Us masih di bawah tegangan break over dan dan dioda yang ditengah pada posisi reverse reverse.. Jika tegangan US dinaikkan sampai 20V (tegangan break over dioda), over dioda), maka dioda yang ditengah itu konduk dan arus mengalir, arusnya dibatasi oleh hambatan seri RS dan tegangan drop pada dioda turun sampai satu volt, sehingga arus yang mengalir 10V:2kΩ = 9,2 mA. Untuk memadamkan memadamkan dioda, arus arus pada rangkaian harus lebih kecil dari arus penahan (Ih) dengan cara US harus dikurangi sampai 3 volt, sehingga tegangan drop pada RS, URS = 1mA x 2kΩ = 2 volt.
KOMPONEN SCR Silikon controlled rectifier (SCR) atau thyristor SCR banyak digunakan untuk switching daya listrik besar, untuk mengendalikan pengaturan kecepatan putaran motor motor listrik, listrik, pengaturan alat pemanas listrik, pengaturan cahaya lampu penerangan, relay dan alat-alat alarm yang peka, dan pada industriindustri SCR sebagai sarana pelengkap sistem otomatis.
Simbol dan Jenis Lain SCR
KOMPONEN DIAC DAN TRIAC DAN QUADRAC Diac, Triac dan Quadrac Diac, triac dan dan quadrac quadrac bekerja bekerja berdasarkan prinsip kerja dioda 4 lapis dan SCR. adalah dua buah dioda 4 lapis Diac adalah yang digabung secara paralel terbalik seperti ditunjukkan Gambar atau susunan dua buah latch latch.. Jika tegangan yang diberikan pada diac menyamai atau melewati tegangan break overnya, maka latch sebelah kiri menutup dan arus mengalir demikian jika sebaiknya, maka latch yang sebelah kanan menutup. Untuk membuka kembali lacth dengan mengurangi arus latch sehingga di bawah nilai holding currentnya (Ih).
KOMPONEN TRIAC adalah gabungan dari dua buah SCR yang Triac adalah
dipasang secara paralel terbalik. dapat ditrigger dengan Triac dapat memberikan arus gate positif atau negatif. Efek dari arus gate pada tegangan sama seperti pada break over triac sama SCR. Rangkaian pengendali dengan triac lebih ekonomis dan menguntungkan untuk pengaturan daya arus bolak-balik. Dengan mengatur arus gate, maka daya ac pada beban dapat diatur besar kecilnya dan tidak perlu disearahkan terlebih dahulu sehingga rangkaian lebih sederhana dibandingkan dengan SCR.
KOMPONEN QUADRAC
Quadrac adalah gabungan triac dan dan diac yang yang dibuat Quadrac adalah dalam satu chip dan memiliki tiga buah terminal, yaitu main terminal 1, main terminal 2 dan gate sehingga lebih efisien dalam penggunanya.
(a) simbol quadrac (b)contoh quadrac
KOMPONEN UJT Uni junction transistor (UJT) Sebatang bahan semi konduktor silikon didrop ringan dengan unsur dari golongan 5 sehingga menjadi tipe N. Ujung batang menjadi B1 dan B2 dengan nilai resistansi cukup besar kira- kira 10kΩ. (a) simbol UJT(b) konstruksi UJT Pada bagian tengah antara batang B1 dan B 2 diberi diberi dope agak berat berat dari dari unsur golongan 3 sehingga terbentuk tipe P yang berfungsi sebagai emiter (E). (E).
T
1
1
R E .C E .n f
1
Frekuensi dari oscilator bergantung pada konstanta waktu CE, RE dan karakteristik UJT. Jika R1 100 ohm, maka perioda dari oscilator T dapat ditentukan pendekatan rumus: 1
T
1
f
R E .C E .n
1
0,60.T R E .C E
Pengendalian SCR dengan UJT
Ro R oUJT f
1
R E .C E
Photo electric semikonduktor Cahaya adalah radiasi gelombang elektromagnetik yang memiliki panjang gelombang sekitar 0,02 m sampai 100 mm. Radiasi energi cahaya merambat dalam bentuk paket, setiap paket dinamakan photon dan energi pembawanya dinamakan kuantum.
Solar cell Salah satu pembangkit tenaga listrik adalah solar cell, prinsip kerjanya adalah mengubah energi sinar matahari menjadi energi listrik secara langsung dengan menggunakan komponen solar cell sehingga tidak menimbulkan polusi.
Konstruksi Dasar Solar Cell Sebelum dikenai cahaya pada daerah junction telah terdapat elektron bebas dan hole yang menimbulkan barrier, dengan adanya cahaya photon maka menyebabkan bertambah banyaknya pembawa muatan di sekitar junction sehingga potensial serinya juga bertambah besar. Karena lapisan cahaya cuprox sangat tipis, maka pada daerah junction terjadi kejenuhan pembawa muatan, kemudiaan timbul suatu perbedaan tegangan di antara kedua jenis material tersebut. A
Light dependent resistor (LDR) Light dependent resistor (LDR) atau photoresistive cell dibuat dari lapisan thin semi-konduktor seperti silikon, selenium, cadmium sulfida atau elemensejenisnya. Lapisan semi konduktiv tertutup dalam tempat yang kokoh jendela kaca, sehingga memungkinkan cahaya jatuh pada bagian aktif dari sel.
R
mA
Jika tidak ada cahaya mengenai LDR, maka tahanan pada LDR tinggi sehingga arus yang mengalir besar dan sebaliknya jika LDR diberi kuat cahaya maka nilai tahanannya menjadi kecil sehingga arus yang mengalir dan tegangan pada resistor naik. Rangkaian pembagi tegangan menggunakan LDR dapat digunakan untuk bias transistor, sehingga kondisi transistor dikendali on/off transistor oleh cahaya.
Photo dioda Photo dioda secara umum sama dengan germanium dan 1 A pada dioda yang terbuat dari bahan silikon dan illuminasi cahaya akan menaikkan arus bocor tersebut.
Perubahan tegangan reverse tidak berpengaruh berpengaru h terhadap besarnya arus reverse dan reverse dan besarnya arus reverse Rangkaian sederhana
bergantung pada intensitas cahaya yang mengenai junction mengenai junction.. Kelebihan photo dioda
dapat bekerja dan berhenti dalam waktu yang relatif cepat jika dibandingkan LDR.
ICBO
Photo transistor Photo transistor merupakan susunan 2 buah dioda emiter dan dioda koletor. Dioda emiter pada saat bekerja normal deberi bias maju sedangkan dioda kolektor diberi bias terbalik dan dari reverse bias menimbulkan bias menimbulkan arus bocor dari basis ke kolektor (IBCO). + Pada penggunaan photo R transistor, rangkaian basis selalu terbuka untuk memperoleh sensititas cahaya yang lebih besar, photo transistor dapat dirangkai dengan sebuah transistor bipolar (darlington (darlington circuits) circuits) seperti ditunjukkan pada Gambar supaya diperoleh sensititas cahaya yang lebih besar.
Light emiting dioda (LED) Jika light emiting dioda (LED) diberi (LED) diberi tegangan forward , maka elektron bebas daerah N akan menembus junction menembus junction dan saling mempengaruhi dengan hole di daerah P.
(a) simbol LED
(b) contoh bentuk LED
c. Seven segmen
Gas memancarkan cahaya infra merah, GaAsP memancarkan cahaya merah atau kuning dan GaP memancarkan cahaya merah atau hijau.
Penggunaan LED antara lain adalah: Sebagai indikator menggantikan fungsi lampu neon kecil untuk menyatakan angka dan huruf-huruf, Untuk transmisi signal cahaya yang dimodullasikan dalam suatu jarak tertentu, dan Sebagai penggandeng atau kopling LED dapat bekerja cukup aman sampai arus maksimum antara 30 sampai 40 mA. Jika LED digunakan untuk menyatakan huruf-huruf atau angka-angka (alphanumeric (alphanumeric display ), ), maka diperlukan 7 buah LED yang tersusun sedemikian rupa seperti ditunjukkan Gambar
Resistor Resistor atau tahanan adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengatur kuat arus yang mengalir. Lambang untuk Resistor dengan huruf R, nilainya nil ainya dinyatakan dengan cincin-cincin berwarna dalam OHM (Ω) Resistor tetap (fixed (fixed resistor )
Tabel Kode Warna Resistor
Resistor tidak tetap atau variabel resistor ( potentio) Resistor tidak tetap atau variabel adalah resistor yang lainnya dapat diubah dengan cara menggeser atau memutar tuas yang terpasang pada komponen.
Simbol-Simbol Variabel Resistor Contoh Model atau Bentuk Variabel Resistor
Nilai hambatan atau tahanan pada trimpot dapat diubah-ubah dengan cara memutar atau mentrim. Pada radio dan televisi, trimpot digunakan digunakan untuk mengatur besaran arus pada rangkaian oscilator atau atau rangkaian driver.
Gambar simbol dan Contoh Bentuk Trimpo Trimpott
Resistor tidak linier Nilai hambatan tidak linier dipengaruhi oleh faktor lingkungan, misalnya suhu dan cahaya. Contohnya adalah thermistor dan ligth dependent resistor (LDR). Positive temperatur coefisien (PTC) tidak terbuat dari bahan semi konduktor, sehingga semakin tinggi suhunya semakin besar nilai hambatannya. Negative temperatur coefisien (NTC) terbuat dari bahan semikonduktor, sehingga semakin tinggi suhunya semakin kecil nilai hambatannya .
Simbol dan Bentuk PTC
Simbol dan Bentuk NTC
Light Dependen Resistor (LDR) (LDR ) Nilai hambatan LDR tergantung dari intensitas cahaya yang diterimanya. Semakin besar intensitas cahaya yang diterima, nilai hambatan LDR semakin kecil.
Kondensator atau kapasitor ( C ) Kondensator atau kapasitor adalah komponen pasif, berfungsi untuk menyimpan menyimpan energi listrik dalam bentuk muatan muatan listrik (banyaknya muatan listrik perdetik) dalam satuan Coulomb (C). Coulomb (C). Kemampuan kondensator atau kapasitor dalam menyimpan muatan disebut kapasitansi yang satuannya adalah Farad (F), 1 Farad = 1.000.000 F baca (mikro farad), 1 F = 1.000 nF baca (nano Farad) dan 1 nF = 1.000 pF baca (piko Farad). Pada prinsipnya kondensator terdiri dari dua keping konduktor yang dipisahkan oleh bahan penyekat yang disebut bahan dielektrik, fungsi zat dielektrik adalah untuk memperbesar kapasitansi kondensator diantaranya adalah: keramik; kertas; kaca; mika; polyester mika; polyester dan dan elektrolit tertentu.
Simbol dan Contoh Bentuk Kondensator Memiliki Kutub (Polar)
Berdasarkan kegunaannya, kondensator dibagi
Simbol dan Contoh Bentuk Kapasitor Tak memiliki kutub (Non Polar)
menjadi 3 macam, yaitu: (a) kondensator tetap, (b) kondensator elektrolit (electrolite condenser:elco), condenser:elco ), dan (c) Kondensator variabel.
Kondensator tetap Kondensator tetap adalah suatu kondensator kondensator yang yang nilainya konstan dan tidak berubah-ubah. Meliputi: Kondensator keramik , keramik , Kondensator Kondensator polyester polyester , Kondensator kertas Kondensator elektrolit adalah kondensator kondensator yang yang biasanya berbentuk tabung, memiliki dua kutub kaki berpolaritas positif dan dan negatif , ditandai oleh kaki yang panjang positif sedangkan yang pendek negatif atau yang dekat tanda minus (-) minus (-) adalah kaki negatif. Nilai kapasitasnya dari 0,47 µF (mikro Farad) sampai ribuan mikroFarad dengan voltase kerja dari beberapa volt volt hingga hingga ribuan volt. Kondensator variabel Kondensator variabel dan trimer adalah adalah jenis kondensator yang kapasitasnya bisa diubah-ubah. Kondensator variabel terbuat dari logam, memiliki kapasitas maksimum sekitar 100 pF (piko Farad) sampai 500 pF (100 pF = 0.0001µF).
Kondensator trimer dipasang paralel dengan kondensator variabel berfungsi untuk menempatkan pemilihan gelombang frekuensi. Kondensator trimer memiliki kapasitas di bawah 100 pF (piko Farad). Gambar simbol dan Bentuk Kondensator Variabel
Gambar Simbol dan Bentuk Kondensator Trimer
Contoh membaca nilai-nilai kondensator Jika pada kondensator keramik tertulis 104/25V,, maka kapasitas kondensator 104/25V adalah: 1 x 104 pF = 100.000 pF = 100 nF = 0.1 µF/25 V Jadi kapasitasnya hádala 100 nF atau 0.1 µF dengan tegangan kerja 25 Volt. Volt.
Switch Statis
Salah satu penggunaan komponen-komponen dasar yang telah dipelajari, transisstor, SCR, triac dan dan lainnya adalah untuk swicth swicth (saklar) (saklar) statis atau relay statis statis karena memiliki kondisi on on dan dan kondisi off . Swtch statis menunjukkan bahwa saklar tidak memiliki titik kontak atau contact point atau point atau dapat terhubung dan terputus tanpa gerakan mekanik.
Starting motor dengan menggunakan switch statis Motor induksi 1 phasa memiliki kumparan bantu yang hanya diperlukan pada saat sampai putaran mencapai harga tertentu, kira-kira 75% dari putaran nominal.
Pada saat S1 ditutup, arus start mengalir melalui kumparan utama, arus start sangat besar dan besarnya lebih kurang 5 kali dari arus pada saat bekerja (arus nominal). Karena arus start tinggi, maka drop drop atau atau penurunan tegangan pada R1 yang terpasang seri dengan kumparan utama cukup mampu untuk memberi sinyal picu pada gate triac dan dan triac konduk konduk (on) dan kumparan mula juga tersambung dengan sumber listrik sehingga kopel mula (start ( start ) tetap ada seperti jika menggunakan saklar centrifugal .
Setelah rotor berputar, arus yang mengalir pada kumparan utama semakin kecil dan drop drop tegangan tegangan pada R 1 juga semakin rendah, sampai pada suatu putaran tertentu untuk besar arus pada kumparan utama tertentu maka drop tegangan pada R 1 (UR1) tidak mampu lagi memberikan sinyal picu picu yang diperlukan triac sehingga sehingga triac off . Dengan triac off , maka kumparan mula (start) terlepas dari sumber setelah putaran mula dicapai seperti pada saat menggunakan saklar centrifugal . Pada gambar tersebut untuk motor ½ HP dapat digunakan R 1 = 0,05/3 Watt. Rangkaian seri R 2-C2 berfungsi sebagai pengaman triac dari dari adanya tegangan spike tegangan spike yang yang terjadi pada saat peralihan interval positif negatif.
Triac untuk mengurangi bunga api pada relay switch untuk untuk daya Masalah umum pada kontak switch dengan arus besar adalah terjadinya bunga api pada permukaan kontak switch switch,, akibatnya terjadi percikan atau panas, erosi maupun tekanan mekanis yang kurang sempurna pada saat peralihan on atau atau off off . Untuk mengatasi kejadian di atas dapat memanfaatkan switch statis dengan statis dengan rangkaian sederhana seperti ditunjukkan pada Gambar. Rangkaian pada gambar tersebut mampu untuk mencegah arus percikan di atas 50 ampere.
Inverter Pengaturan kecepatan motor dengan efisiensi tinggi dapat dilaksanakan dengan pengaturan tegangan dan pengaturan frekuensi. Rangkaian kendali elektronik yang dapat memenuhi keperluan tersebut adalah inverter yang berfungsi untuk mengubah tegangan DC menjadi tegangan AC. Komponen semi konduktor yang digunakan dalam utama inverter adalah transistor atau rangkaian utama thyristor (SCR). Walaupun di dalam suatu rangkaian inverter kedua-duanya digunakan tetapi salah satu diantaranya merupakan komponen utama.
Inverter SCR komutasi seri Us Prinsip kerja rangkaian inverter SCR komutasi seri ditunjukkan Gambar. Kapasitor C1 dan C2 sama besar kapasitas dan tegangannya. Induktor L yang digunakan memiliki center tap dan resistor RL merupakan beban yang dialiri arus AC inverter .
Inverter SCR SCR
komutasi paralel Pasangan SCR1 dan SCR2 dipicu secara bergantian dengan pasangan SCR3 dan SCR4 untuk menghasilkan arus bolak-balik yang mengalir pada tahanan beban (RL).
Dasar Operator Logik Penandaan kondisi logika membentuk operasi logik dengan menggunakan kode biner angka (digit) 1 atau 0. Saklar membuka dan lampu tidak menyala dinyatakan memiliki nilai kenyataan logik 0 dan saklar menutup atau lampu menyala adalah logik 1. Ada tiga operator logik dasar, yaitu: 1. Logika penjumla penjumlahan han , disebut operator operator OR, 2. Logika perkalia perkalian, n, disebut operator operator AND, dan 3. Logika inversi inversi (pembalikan), disebut operator operator NOT. Pada percobaan dapat digunakan variabel masukan A, B, C dan lainnya, masing-masing variabel dapat dinyatakan dengan nilai logik 1, misalnya A = 0, B = 0, dan C = 1.
Operator logik OR Operator OR disusun dalam rangkaian logik dengan variabel input dua buah atau lebih serta menghasilkan output satu. Operator OR atau OR gate diberi simbol atau tanda (+), yang merupakan suatu pernyataan OR pada rangkaian logik yang diparalel. Penyataan aljabar Boole Boole memberikan memberikan Z = A + B untuk dua input. Lampu akan menyala jika salah satu saklar A atau B menutup, keadaan saklar menutup dinyatakan logik 1 dan saklar membuka logik 0. Keadaan lampu menyala dinyatakan logik 1 dan lampu tidak menyala logik 0.
Gerbang OR dengan 3 in put Z=A+B+C
Tabel Kenyataan (Truth Table) Table) Operator OR
Percobaan operator logik dapat dilakukan dengan menggunakan dioda, transistor dan Intergrated Circuits ( IC). IC). Percobaan dengan Diode.
Langkah percobaan: 1. Buat rangkaian rangk aian seperti seper ti Gambar 2. Jika A atau B dihubun dihubungkan gkan ke sumber +5V dinyatakan logik 1 dan jika A atau B dihubungkan ke ground dinyatakan logik 0, output LED menyala = 1 dan LED tidak menyala = 0
Tabel Kebenaara Kebenaaran n
3. Hubungkan A dan B ke ground, amati keadaan ground, output dan catat pada Tabel 4. Hubungkan A ke ground dan B +5V, catat keadaan output. 5. Hubungkan A ke +5 V dan B ke ground , catat keadaan output 6. Hubungkan A dan B ke +5V, catat keadaan output.
Lakukan percobaan dengan langkah yang sama (3,4,5,6) seperti percobaan sebelumnya dengan:
Transistor
IC OR Gate 7432
Operator logik AND Operator AND disusun dalam rangkaian logik dengan variabel input dua buah atau lebih serta menghasilkan output satu. Operator AND atau AND gate diberi simbol atau tanda (o), yang merupakan suatu pernyataan AND pada rangkaian logik yang diseri. Penyataan aljabar Boole Boole memberikan memberikan Z = A . B untuk dua input. Lampu akan menyala jika ke dua saklar A dan B menutup, keadaan saklar menutup dinyatakan logik 1 dan saklar membuka logik 0. Keadaan lampu menyala dinyatakan logik 1 dan lampu tidak menyala logik 0.
Percobaan operator logik dapat dilakukan dengan menggunakan dioda, transistor dan Intergrated Circuits ( IC). IC). Percobaan dengan Diode.
Langkah percobaan: 1. Buat rangkaian rangk aian seperti seper ti Gambar 2. Jika A atau B dihubun dihubungkan gkan ke sumber +5V dinyatakan logik 1 dan jika A atau B dihubungkan ke ground dinyatakan logik 0, output LED menyala = 1 dan LED tidak menyala = 0
Tabel Kebenaara Kebenaaran n
3. Hubungkan A dan B ke ground, amati keadaan ground, output dan catat pada Tabel 4. Hubungkan A ke ground dan B +5V, catat keadaan output. 5. Hubungkan A ke +5 V dan B ke ground , catat keadaan output 6. Hubungkan A dan B ke +5V, catat keadaan output.
Lakukan percobaan dengan langkah yang sama (3,4,5,6) seperti percobaan sebelumnya dengan:
Transistor
IC AND Gate 7408
Operator Logik NOT Operator logik NOT atau pembalik adalah suatu pernyataan menjadi keadaan sebaliknya. Hasil pembalikan logik 1 adalah 0 dan pembalikan logik 0 adalah 1. Jika pernyatan adalah A maka outputnya adalah bukan A atau ditulis A dan T = 0, 0 = 1
Simbol dan Blok Diagram NOT Gate
Tabel Kebenar Kebenaran an
Output yang ditunjukkan merupakan kebalikan dari input, jika A dihubungkan ke +5V (logik 1), maka output Z = A = 1 = 0. Jika A dihubungkan pada logik 0, maka outputnya adalah logik 1. Contoh IC tipe NOT Gate adalah DM 7404, memiliki 6 gate (gambar disamping)
Operator Logik NAND Gate Operator logik NAND adalah kombinasi dari operator logik AND dan NOT (NOT AND atau NAND Gate). Simbol NAND Gate
Tabel Kebenaran
Rangkaian IC NAND Gate, IC 7400 2 Input NAND Gate
Operator Logik NOR Operator logik NOR adalah kombinasi dari operator logik OR dan NOT (NOT OR atau NOR Gate). Simbol Logik NOR
Tabel Kebenaran
Rangkaian IC NOR Gate,
IC 7402 2 Input NOR Gate
Penguat operasional Penguat operasional atau opperational amplifier (Op (OpAmp) adalah penguat yang memiliki fungsi luas. Op– Amp dapat menguatkan sinyal DC. Op-Amp harus penguat dengan gandengan langsung, yaitu dari tingkat penguat pertama ke penguat selanjutnya tidak menggunakan kapasitor. Op-Amp merupakan penguat diferensial yang memiliki 2 buah input, yaitu input inverting dan non inverting yang yang berfungsi membandingkan 2 buah sinyal yang masuk ke inputnya.
Sinyal yang keluar akan dibandingkan dengan perbedaan antra kedua sinyal yang masuk. Jika kedua sinyal nol, maka output nol; nol; jika kedua sinyal sephasa atau memiliki polaritas sama, maka sinyal output sebanding dengan selisih kedua sinyal tersebut; jika kedua sinyal berlawanan phasa, maka outputnya sebanding dengan jumlahnya; dan jika jumlah satu input nol output sebanding dengan sinyal yang dimasukkan satu input. Contoh: Input (+)= + 6 mV Input (-) = + 3 mV Output = A x (6-3) mV = A x 3mV A merupakan faktor penguat (gain (gain))
Input (+)= + 3 mV Input (-) = - 2 mV Input = A ( 3 + 2 ) mV = A x 5mV
Op-Amp dapat memperbesar sinyal melalui 2 cara: Op-Amp dapat 1. Mode inver ertting Sinyal masuk ke input inverting dan sinyal dibalik phasanya, input non inverting dihubungkan inverting dihubungkan ke ground . 2. Mo Mode de no non n inv inver erti tin ng Sinyal masuk ke input non inverting, dan input inverting dihubungkan inverting dihubungkan ke titik netral. Sinyal output yang terjadi memiliki phasa atau polaritas sama dengan sinyal input. Rangkaian Op Amp Tanpa Feedback
Faktor penguat rangkaian terbuka Op-Amp kira-kira 100.000 kali, tetapi pada kenyataannya tidak sebesar itu yang digunakan karena timbul noise noise dan bekerjanya tidak stabil. Cara menurunkan faktor penguat Op-Amp memberi umpan balik negatif (negatif feedback ), ), menghubungkan output dan input inverting selalu berlawanan phasa dengan output dan non inverting selalu sephasa. Jika output dihubungkan ke input inverting maka input menerima feedback yang sama polaritasnya dengan sinyal yang masuk ke input non inverting. Sinyal output menurun sesuai dengan feedback yang masuk ke input inverting. Faktor penguatan akibat adanya rangkaian disebut faktor penguat rangkaian tertutup (close feedback disebut loop gain)
Thank’s
Good Luck
