Kompetensi Dasar :
3.5. Menerapkan elektronika dasar
(kelistrikan, komponen elektronika dan skema rangkaian elektronika)
4.5 Mempraktikkan fungsi kelistrikan dan komponen elektronika)
PENDAHULUAN
Ketika anda membongkar perangkat komputer, akan terlihat sebuah mainboard besar yang di atasnya terhubung ratusan hingga ribuan komponen elektronika melalui sebuah rangkaian dalam papan PCB (Printed Circuit Board). Komponen tersebut dapat berupa resistor, transistor maupun kapasitor dan IC (Integrated Circuit) yang saling terhubung satu sama lainnya. Pada dasarnya, komputer merupakan sebuah perangkat elektronik yang di dalamnya terdapat proses kelistrikan dan mempresentasikan proses operasi logika ketika melakukan proses aritmetika. Bagaimana cara kerja setiap komponen yang terdapat di dalam rangkaian ?
Amati dan pahami gambar diatas sebagaimana banyak rangkaian elektronik pada komponen CPU.
A. ENERGI LISTRIK
Energi listrik adalah energi utama yang dibutuhkan bagi peralatan listrik/energi yang tersimpan dalam arus listrik dengan satuan ampere (A) dan tegangan listrik dengan satuan volt (V) dengan ketentuan kebutuhan konsumsi daya listrik dengan satuan Watt (W) untuk menggerakkan motor, lampu penerangan, memanaskan, mendinginkan atau menggerakkan kembali suatu peralatan mekanik untuk menghasilkan bentuk energi yang lain.
Energi yang dihasilkan dapat berasal dari berbagai sumber, seperti air, minyak, batu bara, angin, panas bumi, nuklir, matahari, dan lainnya. Satuan dasar energi listrik adalah Joule, satuan lain adalah KWh (Kilowattjam).
Sumber energi
dibagi
menjadi dua yaitu primer dan sekunder. Energi primer adalah energi yang bersumber
dari alam, seperti angin, air, matahari, kayu, batu bara, minyak dan nuklir, sedangkan energi sekunder adalah energi yang dihasilkan dari olahan energi primer yaitu energi listrik dan gas.
Jika dilihat dari
ketersediaannya di alam, energi dibagi menjadi dua yaitu energi terbarukan dan energi tak terbarukan. Energi terbarukan adalah sumber energi yang memiliki jumlah tak terbatas meskipun dipakai berkali-kali tidak akan habis karena selalu meregenerasi dengan sendirinya contohnya adalah energi yang berasal dari panas bumi, matahari, angin, air,
ombak laut dan biomassa.
Energi tak terbarukan
adalah energi yang berasal dari sumber-sumber dengan jumlah terbatas di bumi, sehingga akan ada masanya sumber energi ini habis. Contohnya sumber energi yang yang tidak dapat diperbarui adalah minyak bumi, batu bara, dan mineral alam.
1. Kuat Arus Listrik
Pada umumnya, aliran arus listrik sendiri mengikuti arah aliran muatan positif dengan kata lain, arus listrik mengalir dari muatan positif menuju muatan negatif, atau bisa pula diartikan bahwa arus listrik mengalir dari potensial menuju potensial rendah. Berdasarkan arah alirannya, arus listrik dibagi menjadi dua kategori, yaitu :
- Arus Searah (Direct Current/DC), dimana arus ini mengalir dari titik berpotensial tinggi menuju titik berpotensial rendah.
- Arus Bolak-Balik (Alternating Current/AC), dimana arus ini mengalir secara berubah-ubah mengikuti garis waktu.
Hambatan Arus Listrik
Hambatan Hambatan listrik adalah sebuah perbandingan antara tegangan listrik dari suatu komponen elektronik seperti resistor dengan arus listrik yang melewatinya. Hambatan listrik dapat dirumuskan sebagai berikut:
V = I x R
I = V/R
R = V/I
Keterangan
- Satuan SI untuk Hambatan adalah Ohm (R).
Contoh Soal
Pengaturan Power Supply atau DC Generator untuk dapat menghasilkan output dengan tegangan sebesar 10 V, kemudian nilai potensiometer diatur ke 10 ohm. Berapakah nilai arus listrik (I) ?
Pembahasan:
Diketahui:
V = 10 V
R = 10 ohm
Ditanya:
I = ..?
Jawab:
I = V / R
I = 10 / 10
I = 1 Ampere
Jadi, nilai arus listriknya adalah 1 Ampere.
2. Daya Listrik
Rumus umum yang digunakan untuk menghitung Daya Listrik dalam sebuah Rangkaian Listrik adalah :
P = V x I
Sebuah Televisi LCD memerlukan Tegangan 220V dan Arus Listrik sebesar 1,2A untuk mengaktifkannya. Berapakah Daya Listrik yang dikonsumsinya ?
Diketahui :
V = 220V
I = 1,2 A
P = ?
Jawaban :
P = V x I
P = 220V x 1,2A
P = 264 Watt
Jadi Televisi LCD tersebut akan mengkonsumsi daya listrik sebesar 264 Watt.
B. RESISTOR
Resistor merupakan salah satu komponen yang paling sering ditemukan dalam Rangkaian Elektronika. Hampir setiap peralatan Elektronika menggunakannya. Pada dasarnya Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika. Resistor atau dalam bahasa Indonesia sering disebut dengan Hambatan atau Tahanan dan biasanya disingkat dengan Huruf “R”. Satuan Hambatan atau Resistansi Resistor adalah OHM (Ω). Sebutan “OHM” ini diambil dari nama penemunya yaitu Georg Simon Ohm yang juga merupakan seorang Fisikawan Jerman.
Jenis-jenis Resistor
Pada umumnya Resistor dapat diklasifikasikan menjadi beberapa jenis, diantaranya adalah Fixed Resistor, Variable Resistor, Thermistor dan LDR.
1. Fixed Resistor
Fixed Resistor adalah jenis Resistor yang memiliki nilai resistansinya tetap. Nilai Resistansi atau Hambatan Resistor ini biasanya ditandai dengan kode warna ataupun kode Angka.
Bentuk dan Simbol Fixed Resistor :
Yang tergolong dalam Kategori Fixed Resistor berdasarkan komposisi bahan pembuatnya diantaranya adalah :
Carbon Composition Resistor (Resistor Komposisi Karbon)
Resistor jenis Carbon Composistion ini terbuat dari komposisi karbon halus yang dicampur dengan bahan isolasi bubuk sebagai pengikatnya (binder) agar mendapatkan nilai resistansi yang diinginkan. Semakin banyak bahan karbonnya semakin rendah pula nilai resistansi atau nilai hambatannya.
Nilai Resistansi yang sering ditemukan di pasaran untuk Resistor jenis Carbon Composistion Resistor ini biasanya berkisar dari 1Ω sampai 200MΩ dengan daya 1/10W sampai 2W.
Carbon Film Resistor (Resistor Film Karbon)
Resistor Jenis Carbon Film ini terdiri dari film tipis karbon yang diendapkan Subtrat isolator yang dipotong berbentuk spiral. Nilai resistansinya tergantung pada proporsi karbon dan isolator. Semakin banyak bahan karbonnya semakin rendah pula nilai resistansinya. Keuntungan Carbon Film Resistor ini adalah dapat menghasilkan resistor dengan toleransi yang lebih rendah dan juga rendahnya kepekaan terhadap suhu jika dibandingkan dnegan Carbon Composition Resistor.
Nilai Resistansi Carbon Film Resistor yang tersedia di pasaran biasanya berkisar diantara 1Ω sampai 10MΩ dengan daya 1/6W hingga 5W. Karena rendahnya kepekaan terhadap suhu, Carbon Film Resistor dapat bekerja di suhu yang berkisar dari -55°C hingga 155°C.
Metal Film Resistor (Resistor Film Logam)
Metal Film Resistor adalah jenis Resistor yang dilapisi dengan Film logam yang tipis ke Subtrat Keramik dan dipotong berbentuk spiral. Nilai Resistansinya dipengaruhi oleh panjang, lebar dan ketebalan spiral logam.
Secara keseluruhan, Resistor jenis Metal Film ini merupakan yang terbaik diantara jenis-jenis Resistor yang ada (Carbon Composition Resistor dan Carbon Film Resistor).
2. Variable Resistor
Variable Resistor adalah jenis Resistor yang nilai resistansinya dapat berubah dan diatur sesuai dengan keinginan. Pada umumnya Variable Resistor terbagi menjadi Potensiometer, Rheostat dan Trimpot.
Bentuk dan Simbol Variable Resistor : 
Potensiometer
Potensiometer merupakan jenis Variable Resistor yang nilai resistansinya dapat berubah-ubah dengan cara memutar porosnya melalui sebuah Tuas yang terdapat pada Potensiometer. Nilai Resistansi Potensiometer biasanya tertulis di badan Potensiometer dalam bentuk kode angka.
Rheostat
Rheostat merupakan jenis Variable Resistor yang dapat beroperasi pada Tegangan dan Arus yang tinggi. Rheostat terbuat dari lilitan kawat resistif dan pengaturan Nilai Resistansi dilakukan dengan penyapu yang bergerak pada bagian atas Toroid.
Preset Resistor (Trimpot)
Preset Resistor atau sering juga disebut dengan Trimpot (Trimmer Potensiometer) adalah jenis Variable Resistor yang berfungsi seperti Potensiometer tetapi memiliki ukuran yang lebih kecil dan tidak memiliki Tuas. Untuk mengatur nilai resistansinya, dibutuhkan alat bantu seperti Obeng kecil untuk dapat memutar porosnya.
3. Thermistor (Thermal Resistor)
Thermistor adalah jenis Resistor yang nilai resistansinya dapat dipengaruhi oleh suhu (Temperature). Thermistor merupakan Singkatan dari “Thermal Resistor”. Terdapat dua jenis Thermistor yaitu Thermistor NTC (Negative Temperature Coefficient) dan Thermistor PTC (Positive Temperature Coefficient).
Bentuk dan Simbol Thermistor :
4. LDR (Light Dependent Resistor)
LDR atau Light Dependent Resistor adalah jenis Resistor yang nilai Resistansinya dipengaruhi oleh intensitas Cahaya yang diterimanya.
Bentuk dan Simbol LDR : 
Fungsi-fungsi Resistor
Fungsi-fungsi Resistor di dalam Rangkaian Elektronika diantaranya adalah sebagai berikut :
- Sebagai Pembatas Arus listrik- Sebagai Pengatur Arus listrik- Sebagai Pembagi Tegangan listrik- Sebagai Penurun Tegangan listrikNilai Resistensi Resistor
Seperti yang dikatakan sebelumnya, nilai Resistor yang berbentuk Axial adalah diwakili oleh Warna-warna yang terdapat di tubuh (body) Resistor itu sendiri dalam bentuk Gelang. Umumnya terdapat 4 Gelang di tubuh Resistor, tetapi ada juga yang 5 Gelang.
Gelang warna Emas dan Perak biasanya terletak agak jauh dari gelang warna lainnya sebagai tanda gelang terakhir. Gelang Terakhirnya ini juga merupakan nilai toleransi pada nilai Resistor yang bersangkutan. Tabel dibawah ini adalah warna-warna yang terdapat di bodyResistor :
Satuan
Ohm (simbol: Ω) merupakan satuan SI untuk resistansi listrik, diambil dari sebuah nama yaitu Georg Ohm.
Satuan yang dipakai prefix :
Ohm = Ω
Kilo Ohm = KΩ
Mega Ohm = MΩ
KΩ = 1 000Ω
MΩ = 1 000 000Ω
Perhitungan untuk Resistor dengan 4 Gelang warna :
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-1 (pertama)
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-2
Masukkan Jumlah nol dari kode warna Gelang ke-3 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10n)
Merupakan Toleransi dari nilai Resistor tersebut
Contoh :
Gelang ke 1 : Coklat = 1
Gelang ke 2 : Hitam = 0
Gelang ke 3 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105
Gelang ke 4 : Perak = Toleransi 10%
Maka nilai Resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.
Perhitungan untuk Resistor dengan 5 Gelang warna :
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-1 (pertama)
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-2
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-3
Masukkan Jumlah nol dari kode warna Gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10n)
Merupakan Toleransi dari nilai Resistor tersebut
Contoh :
Gelang ke 1 : Coklat = 1
Gelang ke 2 : Hitam = 0
Gelang ke 3 : Hijau = 5
Gelang ke 4 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105
Gelang ke 5 : Perak = Toleransi 10%
Maka nilai Resistor tersebut adalah 105 * 105 = 10.500.000 Ohm atau 10,5 MOhm dengan toleransi 10%.
Untuk mempermudah menghafalkan warna di Resistor, kami memakai singkatan seperti berikut :
HI CO ME O KU JAU BI UNG A PU
(HItam, COklat, MErah, Orange, KUning. HiJAU, BIru, UNGu, Abu-abu, PUtih)
Nilai toleransi pada dasarnya yaitu ±20%. Resistor dengan toleransi yang lebih rapat memakai warna perak (±10%) ataupun emas (±5%) pada ujung lainnya.
Jenis Rangkaian Resistor
Jenis rangkaian dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu :
A. Rangkaian Seri
Rangkaian seri adalah rangkaian tertutup yang terdiri atas dua atau lebih komponen resistor yang terhubung secara sejajar atau seri. Berikut ini adalah rumus untuk menghitung rangkaian seri dari resistor :
Rtotal = R1 + R2 + R3 + ..... + Rn
Berikut ini nilai arus listrik yang mengalir disetiap resistor memiliki nilai yang sama, maka rumus sebagai berikut :
I1 = I2 = I3 = I4 ..... = In
Untuk mengetahui nilai besar tegangan total yang mengalir pada rangkaian seri resistor menggunakan rumus :
Vtotal = V1 + V2 + V3 + ..... + Vn
Contoh soal 1 :
Terdapat sebuah rangkaian resistor dengan spesifikasi R1 = 1 KOhm, R2 = 2 KOhm, R3 = 10 KOhm, R4 = 20 KOhm, dengan tegangan setiap hambatan yaitu 12 V.
Sumber Gambar : https://www.gammafisblog.com/
1. Berapa nilai hambatan total rangkaian tersebut ?
2. Berapakah besar tegangan total yang berada di rangkaian tersebut ?
3. Berapakah nilai kuat arus yang mengalir pada setiap resistor tersebut ?
Penyelesaian
1. Diketahui :
R1 = 1 kohm
R2 = 2 kohm
R3 = 10 kohm
R4 = 20 kohm
Rtotal = R1 + R2 + R3 + R4
Rtotal = 1 kohm + 2 kohm + 10 kohm + 20 kohm = 33 kohm = 33.000 ohm atau 33 kohm
2. Diketahui :
V = 12
Vtotal = V1 + V2 + V3 + V4
= 12 V + 12 V + 12 V + 12 V
= 48 V.
3. Diketahui :
V = 12 Volt
R = 33.000 ohm
I = V / R
I = 12 Volt / 33.000 ohmI = 0,0003636 A = 0,37 mA
Jadi, besar arus yang mengalir pada resistor tersebut adalah 0,37 mA
B. Rangkaian Seri Rangkaian paralel merupakan jenis rangkaian resistor yang terhubung secara paralel antara kaki resistor yang satu dengan yang lainya. Jika salah satu resistor itu mati/rusak maka arus listrik tetap dapat mengalir ke resistor yang lainnya. Nilai tegangan tiap titip resistor memiliki besaran yang sama, maka didapatkan rumus :
Vtotal = V1 = V2 = V3 = ..... = Vn
Total kuat arus listrik secara keseluruhan merupakan penjumlahan dari setiap besar arus listrik yang mengalir pada masing-masing resistor. Berikut rumus kuat arus listrik.
Itotal = I1 + I2 + I3 + I4 ..... + In
Untuk mengetahui nilai hambatan secara keseluruhan dari rangkaian paralel resistor memiliki rumus :
Sumber Gambar : https://gokakoelektro.blogspot.com/
Contoh soal 1:
1. Terdapat sebuah rangkaian paralel resistor dengan spesifikasi R1 = 100 Ohm, R2 = 100 Ohm, R3 = 50 Ohm, dengan tegangan = 12 V
Sumber Gambar : https://m-edukasi.kemdikbud.go.id/
1. Berapakah nilai hambatan total rangkaian tersebut ?
2. Berapakah nilai arus listrik yang mengalir disetiap resistor tersebut ?
Penyelesaian
1. Diketahui :
R1 = 100 ohm
R2 = 100 ohm
R3 = 50 ohm
1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2 + 1/R2
= 1/100 Ohm + 1/100 Ohm + 1/50 Ohm
= ( 1 + 1 + 2 ) / 100 Ohm
= 4/100 Ohm
= 100/4
= 25 Ohm
2. Diketahui :
V = 12 V
R = 25 Oh,
I = V / R
I = 12 V / 25 Ohm
= 0,48 A, atau 480 mA
B. Rangkaian Paralel dan Seri ( Gabungan )
Sumber Gambar : https://gokakoelektro.blogspot.com/
Contoh soal 2 :
1. Berapakah nilai hambatan total dari sebuah rangkaian campuran diatas
Penyelesaian
1. Diketahui :
R1 = 10 Ohm
R2 = 10 Ohm
R3 = 20 ohm
Rtotal = (R1 // R2) + R3
Pertama kita hitung nilai hambatan paralelnya (R1 // R2)
1/Rparalel = 1/R1 + 1/R2
1/Rparalel = 1/10Ω + 1/10Ω
1/Rparalel = 2/10Ω
Rparalel/1 = 10/2Ω
Rparalel/1 = 5Ω
Rparalel = 5Ω
Kemudian kita hitung nilai hambatannya serinya (Rparalel + R3) ;
Rtotal = Rparalel + R3
Rtotal = 5Ω + 20Ω
Rtotal = 25Ω
Jadi nilai hambatan total dari rangkaian campuran diatas adalah 25 ohm.
Contoh soal 3:
Sumber : https://fisikasekolahmadrasah.blogspot.com/
1. Berapakah nilai hambatan total dari sebuah rangkaian campuran diatas
Penyelesaian
1. Diketahui :
R1 = 20 Ohm
R2 = 15 Ohm
R3 = 30 Ohm
Rtotal = R1 + (R2 + R3)
Pertama kita hitung nilai hambatan paralelnya (R2 + R3)
1/Rparalel = 1/R2 + 1/R3
1/Rparalel = 1/20Ω + 1/15Ω
1/Rparalel = 2 + 1 / 30 Ω
1/Rparalel = 3 / 30 Ω
Rparalel/1 = 30 / 3 Ω
Rparalel/1 = 10 Ω
Rparalel = 10 Ω
Kemudian kita hitung nilai hambatan serinya (Rparalel + R3);
Rtotal = Rparalel + R3
Rtotal = 10 Ω + 20 Ω
Rtotal = 30 Ω
Jadi nilai hambatan total dari rangkaian campuran diatas adalah 30 Ohm.
C. TRANSISTOR
Sumber Gambar : https://shoptransmitter.com/
Pengertian Transistor dan Jenis-jenis Transistor
Transistor adalah komponen semikonduktor yang memiliki berbagai macam fungsi seperti sebagai penguat, pengendali, penyearah, osilator, modulator dan lain sebagainya. Transistor merupakan salah satu komponen semikonduktor yang paling banyak ditemukan dalam rangkaian-rangkaian elektronika. Boleh dikatakan bahwa hampir semua perangkat elektronik menggunakan Transistor untuk berbagai kebutuhan dalam rangkaiannya. Perangkat-perangkat elektronik yang dimaksud tersebut seperti televisi, komputer, ponsel, audioa, mplifier, audio player, video player, konsol game, power supply dan lain-lainnya.
Seiring dengan perkembangannya, Transistor pada saat ini telah dirancang telah berbagai jenis desain dengan fitur aliran arus dan pengendali yang unik. Ada jenis Transistor yang berada dalam kondisi OFF hingga terminal Basis diberikan arus listrik untuk dapat berubah menjadi ON sedangkan ada jenis lain yang berada dalam kondisi ON hingga harus diberikan arus listrik pada terminal Basis untuk merubahnya menjadi kondisi OFF. Ada juga Transistor yang membutuhkan arus kecil dan tegangan kecil untuk mengaktifkannya namun ada yang hanya memerlukan tegangan untuk mengoperasikannya. Ada lagi Transistor yang memerlukan tegangan positif untuk memicu pengendalinya di terminal Basis sedangkan ada Transistor yang memerlukan tegangan negatif sebagai pemicunya.
Transistor pertama kali ditemukan oleh tiga orang fisikawan yang berasal Amerika Serikat pada akhir tahun 1947 adalah Transistor jenis Bipolar. Mereka adalah John Bardeen, Walter Brattain, dan William Shockley. Dengan penemuan tersebut, perangkat-perangkat elektronik yang pada saat itu berukuran besar dapat dirancang dalam kemasan yang lebih kecil dan portabel (dapat dibawa kemana-mana). Ketiga fisikawan tersebut mendapatkan Hadiah Nobel Fisika pada tahun 1956 atas penemuan Transistor ini. Namun sebelum ketiga fisikawan Amerika Serikat tersebut menemukan Transistor Bipolar, seorang fisikawan Jerman yang bernama Julius Edgar Lilienfeld sudah mempatenkan Transistor jenis Field Effect Transistor di Kanada pada tahun 1925 tetapi Julius Edgar Lilienfeld tidak pernah mempublikasikan hasil penelitiannya baik dalam bentuk tulisan maupun perangkat prototype-nya. Pada tahun 1932, seorang inventor Jerman yang bernama Oskar Heil juga mendaftarkan paten yang hampir sama di Eropa.
Jenis-jenis Transistor
Sumber Gambar : https://teknikelektronika.com/pengertian-transistor-jenis-jenis-transistor/Secara umum, Transistor dapat digolongkan menjadi dua keluarga besar yaitu Transistor Bipolar dan Transistor Efek Medan (Field Effect Transistor). Perbedaan yang paling utama diantara dua pengelompokkan tersebut adalah terletak pada bias Input atau Output yang digunakannya. Transistor Bipolar memerlukan arus untuk mengendalikan terminal lainnya sedangkan Field Effect Transistor hanya menggunakan tegangan saja (tidak memerlukan arus). Pada pengoperasiannya, Transistor Bipolar memerlukan muatan pembawa hole dan electron sedangkan FET hanya memerlukan salah satunya.
Berikut ini adalah jenis-jenis Transistor beserta penjelasan singkatnya.
1. Transistor Bipolar (BJT)
Transistor Bipolar adalah Transistor yang struktur dan prinsip kerjanya memerlukan perpindahan muatan pembawanya yaitu electron di kutup negatif untuk mengisi kekurangan electon atau hole di kutub positif. Bipolar berasal dari kata “bi” yang artinya adalah “dua” dan kata “polar” yang artinya adalah “kutub”. Transistor Bipolar juga sering disebut juga dengan singkatan BJT yang kepanjangannya adalah Bipolar Junction Transistor.
Jenis-jenis Transistor Bipolar
Transistor Bipolar terdiri dari dua jenis yaitu Transistor NPN dan Transistor PNP. Tiga Terminal Transistor ini diantaranya adalah terminal Basis, Kolektor dan Emitor.
Transistor NPN adalah transistor bipolar yang menggunakan arus listrik kecil dan tegangan positif pada terminal basis untuk mengendalikan aliran arus dan tegangan yang lebih besar dari kolektor ke emitor.
Transistor PNP adalah transistor bipolar yang menggunakan arus listrik kecil dan tegangan negatif pada terminal basis untuk mengendalikan aliran arus dan tegangan yang lebih besar dari emitor ke kolektor.
2. Transistor Efek Medan (Field Effect Transistor)
Transistor Efek Medan atau Field Effect Transistor yang disingkat menjadi FET ini adalah jenis Transistor yang menggunakan listrik untuk mengendalikan konduktifitasnya. Yang dimaksud dengan Medan listrik disini adalah Tegangan listrik yang diberikan pada terminal Gate (G) untuk mengendalikan aliran arus dan tegangan pada terminal Drain (D) ke terminal Source (S). Transistor Efek Medan (FET) ini sering juga disebut sebagai Transistor Unipolar karena pengoperasiannya hanya tergantung pada salah satu muatan pembawa saja, apakah muatan pembawa tersebut merupakan Electron maupun Hole.
Jenis-jenis Transistor Efek Medan (Field Effect Transistor)
Transistor jenis FET ini terdiri dari tiga jenis yaitu Junction Field Effect Transistor (JFET), Metal Oxide Semikonductor Field Effect Transistor (MOSFET) dan Uni Junction Transistor (UJT).
JFET (Junction Field Effect Transistor) adalah Transistor Efek Medanyang menggunakan persimpangan (junction) p-n bias terbalik sebagai isolator antara Gerbang (Gate) dan Kanalnya. JFET terdiri dari dua jenis yaitu JFET Kanal P (p-channel) dan JFET Kanal N (n-channel). JFET terdiri dari tiga kaki terminal yang masing-masing terminal tersebut diberi nama Gate (G), Drain (D) dan Source (S).
MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) adalah Transistor Efek Medan yang menggunakan Isolator (biasanya menggunakan Silicon Dioksida atau SiO2) diantara Gerbang (Gate) dan Kanalnya. MOSFET ini juga terdiri dua jenis konfigurasi yaitu MOSFET Depletion dan MOSFET Enhancement yang masing-masing jenis MOSFET ini juga terbagi menjadi MOSFET Kanal-P (P-channel) dan MOSFET Kanal-N (N-channel). MOSFET terdiri dari tiga kaki terminal yaitu Gate (G), Drain (D) dan Source (S).
UJT (Uni Junction Transistor) adalah jenis Transistor yang digolongkan sebagai Field Effect Transistor (FET) karena pengoperasiannya juga menggunakan medan listrik atau tegangan sebagai pengendalinya. Berbeda dengan jenis FET lainnya, UJT mememiliki dua terminal Basis (B1 dan B2) dan 1 terminal Emitor. UJT digunakan khusus sebagai pengendali (switch) dan tidak dapat dipergunakan sebagai penguat seperti jenis transistor lainnya.
D. DIODA
Sumber Gambar : https://rumus.co.id/dioda/
Pengertian
Dioda (diode) adalah komponen elektronika aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor dan mempunyai fungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya.
Dalam ilmu fisika dioda digunakan untuk penyeimbang arah rangkaian elektronika. Elektronika memiliki dua terminal yaitu anoda berarti positif dan katoda berarti negatif. Prinsip kerja dari anode berdasarkan teknologi pertemuan positif dan negative semikonduktor. Sehingga anode dapat menghantarkan arus litrik dari anoda menuju katoda, tetapi tika sebaliknya katoda ke anoda.
Banyak macam dan bentuk diode yang ada di pasaran tetapi yang paling sering kita jumpai adalah diode yang berbentuk silinder warna hitam terdapat gelang perak di salah satu sisinya. Karena cara penggunaan diode ini sangat mudah dan sederhana di bandingkan dengan tipe yang lain.
1. Fungsi Dioda
Berikut ini adalah fungsi dari dioda antara lain:
1. Untuk alat sensor panas, misalnya dalam amplifier.
2. Sebagai sekering (saklar) atau pengaman.
3. Untuk rangkaian clamper dapat memberikan tambahan partikel DC untuk sinyal AC.
4. Untuk menstabilkan tegangan pada voltage regulator
5. Untuk penyearah
6. Untuk indikator
7. Untuk alat menggandakan tegangan.
8. Untuk alat sensor cahaya, biasanya menggunakan dioda photo.
2. Simbol Dioda
Perhatikan gambar simbol dioda berikut ini:
Sumber Gambar : https://rumus.co.id/dioda/
Gambar di atas merupakan bentuk sederhana dari dioda. Terdapat simbol + berarti aliran yang positif disebut anoda sedangkan simbol – berarti negatif disebut katoda.
3. Jenis Dioda
Seiring dengan perkembangan teknologi dan kebutuhan, dioda kini telah memiliki banyak jenis dan masing-masing jenis memiliki fungsinya. Berikut dibawah ini adalah jenis-jenis dioda dan penjelasan singkat pada jenis-jenis dioda tersebut.
Sumber Gambar : https://lecturer.ppns.ac.id/
1. Dioda Normal (Dioda PN Junction)
Dioda jenis ini merupakan dioda yang paling sering ditemui dalam rangkaian elektronika, terutama pada rangkaian pencatu daya (power supply) dan rangkaian frekuensi radio (RF). Dioda jenis ini disebut juga Dioda Normal (Normal Diode) karena merupakan dioda standar yang paling umum digunakan ataupun Dioda Penyearah (Rectifier Diode) karena biasanya digunakan sebagai penyearah pada Pencatu Daya. Dioda ini juga dikenal dengan nama PN Junction Diode.
2. Dioda Bridge (Bridge Diode)
Dioda Bridge pada dasarnya adalah Dioda yang terdiri dari 4 dioda normal yang umumnya digunakan sebagai penyearah gelombang penuh dalam rangkaian Pencatu Daya (Power Supply). Dengan menggunakan Dioda Bridge ini, kita tidak perlu lagi merangkai 4 buah dioda normal menjadi rangkaian penyearah tegangan AC ke tegangan DC karena telah dikemas oleh produsen menjadi 1 komponen saja. Dioda Bridge ini memiliki 4 kaki terminal yaitu 2 kaki terminal Input untuk masukan tegangan/arus bolak-balik (AC) dan 2 kaki terminal untuk Output Positif (+) dan Output Negatif (-).
3. Dioda Zener (Zener Diode)
Dioda Zener adalah jenis dioda yang dirancang khusus untuk dapat beroperasi di rangkaian reverse bias (bias balik). Karakteristik Dioda Zener ini adalah dapat melewatkan arus listrik pada kondisi bias terbalik (reverse bias) apabila tegangan mencapai titik tegangan breakdown-nya. Namun pada saat Forward bias (bias maju), Dioda Zener ini dapat menghantarkan arus listrik seperti Dioda normal pada umumnya. Dioda Zener dapat memberikan tegangan referensi yang stabil sehingga banyak digunakan sebagai pengatur tegangan (Voltage Regulator) pada pencatu daya (Power supply).
4. Dioda LED (Light Emitting Diode)
Dioda LED atau Light Emitting Diode merupakan jenis dioda yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju (Forward bias). LED ada yang berwarna merah, jingga, kuning, biru, hijau dan putih tergantung pada panjang gelombang (wavelength) dan jenis senyawa semikonduktor yang digunakannya. Dalam kehidupan sehari-hari, kita dapat menemukan aplikasi LED di lampu-lampu penerangan rumah maupun jalan raya, lampu indikator peralatan elektronik dan listrik, lampu dekorasi dan iklan serta backlight untuk TV LCD.
5. Dioda Foto (Photodiode)
Dioda Foto atau Photodiode adalah jenis Dioda yang dapat mengubah energi cahaya menjadi arus listrik. Dioda Foto ini sering digunakan sebagai sensor untuk mendeteksi cahaya seperti pada sensor cahaya kamera, sensor penghitung kendaraan, scanner barcode dan peralatan medis. Dioda Foto ini dapat dibagi menjadi dua jenis yaitu Dioda Photovoltaic yang menghasilkan tegangan seperti sel surya dan Dioda Photoconductive yang tidak menghasilkan tegangan dan harus diberikan sumber tegangan lain untuk penggerak beban.
6. Dioda Laser (Laser Diode)
Dioda Laser atau Laser Diode adalah jenis dioda yang dapat menghasilkan radiasi atau cahaya koheren yang dapat dilihat oleh mata dan spektrum inframerah ketika dialiri arus listrik. Dioda Laser ini sering digunakan pada perangkat audio/video seperti Player DVD dan Blueray, Laser pointer, Scanner Barcode, Alat ukur jarak dan Printer laser. LASER pada dasarnya adalah singkatan dari Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation.
7. Dioda Varactor (Varactor Diode)
Dioda Varactor atau kadang-kadang disebut juga dengan Dioda Varicap adalah jenis dioda yang memiliki sifat kapasitas yang berubah-ubah sesuai dengan tegangan yang diberikan. Dioda Varactor ini sering digunakan di rangkaian-rangkaian yang berkaitan dengan frekuensi seperti osilator, TV Tuner dan Radio Tuner. Simbol Dioda Varactor atau Dioda Varicap ini dilambangkan dengan sebuah dioda yang ujungnya ditambahkan sebuah kapasitor.
8. Dioda Tunnel (Tunnel Diode)
Dioda Tunnel atau Dioda Terowongan adalah jenis dioda yang mampu beroperasi pada kecepatan yang sangat tinggi dan dapat berfungsi dengan baik pada gelombang mikro (Microwave). Dioda Tunnel ini biasanya digunakan di rangkaian pendeteksi frekuensi dan konverter. Dioda Tunner disebut juga dengan Dioda Esaki. Nama Esaki diambil dari nama penemu Dioda jenis ini.
9. Dioda Schottky (Schottky Diode)
Dioda Schottky merupakan jenis dioda dengan tegangan maju yang lebih rendah dari dioda normal pada umumnya. Pada arus rendah, tegangan jatuh bisa berkisar diantara 0,15V hingga 0,4V. tegangan ini lebih rendah dari dioda normal yang terbuat dari silikon yang memerlukan 0,6V. Dioda ini banyak digunakan pada aplikasi rectifier (penyearah), clamping dan juga aplikasi RF.
4. Cara Kerja Dioda
Dioda semikonduktor hanya bisa melewati satu arus yang searah, pada saat dioda memperoleh arus akan maju satu arah (forward Bias). Karena di dalam dioda ada junction yaitu pertemuan konduktor antara tipe p dan tipe n. kondisi ini dapat dikatakan bahwa konduksi penghantar masih tergolong kecil. Sedangkan bila dioda diberi satu arah/bias mundur (Reverse bias) maka dioda tidak bekerja dan pada kondisi ini dioda mempunyai tahanan dalam yang tinggi sehingga arus sulit mengalir.
Apabila dioda silicon dialiri arus AC, maka yang mangalir hanya satu arah saja sehingga arus output dioda berupa arus DC. Dari kondisi tersebut maka dioda hanya digunakan pada beberapa pemakaian saja antara lain sebagai Penyearah setengah gelombang (Half Wave Rectifier), penyearah gelombang penuh (Full Wave Rectifier) dll.
Karakteristik Dioda
5. Karakteristik diode
1. Dioda di Bias Maju
Karakteristik dioda yang pertama adalah di bias secara maju. Dioda di bias maju untuk memberikan tegangan luar menuju terminal dioda. Jika anoda(+) terhubung dengan kutup positif pada batere serta katoda(-) terhubung dengan kutub negatif pada batere maka akan mengakibatkan bias maju atau forward bias.
2. Dioda di Bias Mundur
Karakteristik dioda yang ke dua adalah di bias secara mundur. Anoda(+) dihubungkan dengan kutup negatif dan katoda(-) dihubungan dengan kutup positifsehingga jumlah arus yang mengalir pada rangkaian bias mundur akan lebih kecil. Pada bias mundur dioda, terdapat arus maju yang dihubungkan dengan batere yang memiliki tegangan tidak terlalu besar dan signifikan karena tidak mengalami peningkatan. Ketika terjadi proses reserve, dioda tidak bisa menghantarkan listrik karena nilai hambatannya besar. Dioda ini juga dianjurkan untuk tidak memiliki besar tegangan dan arus yang melebihi batas.
Video Merangkai Lampu Flip Flop
Sumber info :
https://teknikelektronika.com/
https://lecturer.ppns.ac.id/
https://www.gammafisblog.com/2018/10/contoh-soal-resistor-seri-pembahasan.html
https://gokakoelektro.blogspot.com/
