Dokumen tersebut membahas tentang komponen elektronika pasif yaitu dioda dan resistor. Dioda berfungsi sebagai penyearah arus listrik dan memiliki dua kutub yaitu anoda dan katoda, sedangkan resistor berfungsi sebagai pengatur aliran arus listrik dan memiliki nilai resistansi tertentu.
4. PENGERTIAN DIODA
Dioda merupakan komponen aktif elektronika yang memiliki dua kutub
anoda dan katoda dan bersifat semikonduktor. Dioda berfungsi sebagai
penyearah (rectifier) arus listrik AC menjadi DC. Dioda dapat dialiri arus
listrik ke satu arah dan menghambat arus dari arah sebaliknya.
Awal mulanya dioda adalah sebuah piranti kristal Cat’s Whisker dan
tabung hampa. Sekarang dioda sudah banyak dibuat dari bahan
semikonduktor, seperti: silikon dan germanium. Dioda kristal
(semikonduktor) lebih populer dibandingkan dengan dioda termionik.
Dioda termionik pertama kali ditemukan oleh Frederick Guthrie pada tahun
1873, sedangkan dioda kristal (semikondukstor) ditemukan pada tahun
1874 oleh peneliti asal Jerman, Karl Ferdinand Braun.
Keterangan : A = Anoda
K = Katoda
“Arah arus listrik mengalir dari anoda menuju katoda’’
5. JENIS-JENIS DIODA & FUNGSINYA
Dioda Rectifier (Penyearah)
Digunakan untuk menyearahkan arus atau tegangan yang diberikan,
contohnya arus AC yang disearahkan menjadi arus DC. Dioda ini memiliki
karakteristik yang berbeda-beda sesuai kapasitas tegangan yang dimiliki
dioda.
LED (Light Emiting Dioda)
Piranti elektronik yang menggabungkan dua unsur, yaitu optik dan
elektronik yang disebut opteolotronic dengan masing-masing elektrodanya
anoda (+) dan katoda (-). Dioda jenis ini dikategorikan berdasarkan arah bias
dan diameter cahaya yang dihasilkan.
Dioda Photo (Cahaya)
Dioda yang peka terhadap cahaya, bekerja pada daerah tertentu, sehingga
cahaya tertentu saja yang dapat melewatinya.
Dioda Constant Current
Dioda arus tetap disebut CLD/dioda pembatas arus CRD/dioda pengatur
arus, merupakan dioda yang berfungsi seperti pembatas arus dua-terminal
atau arus sumber.
6. Dioda Zener
Dioda yang digunakan sebagai penyelaras tegangan yang diterima atau yang
dikeluarkan sesuai kapasitas dioda tersebut. Apabila dioda memiliki
kapasitas 6,2 v, maka ketika dioda diberi tegangan lebih besar tegangan
outputnya tetap 6,2 v. Namun, ketika dioda diberi tegangan lebih kecil maka
tegangan output yang dikeluarkan sesuai dengan tegangan input.
Dioda Bridge
Merupakan 4 buah dioda yang digabung menjadi rangkaian jembatan.
Digunakan pada rangkaian catu daya dan sebagai penyearah gelombang
penuh (full wave). Contoh: B40C800, kiprox pada kendaraan bermotor.
Dioda Step Recovery
Merupakan dioda sambungan semikonduktor yang memiliki kemampuan
untuk menghasilkan pulsa sangat pendek. Hal ini juga disebut snap-off
dioda atau penyimpanan muatan dioda atau memori varactor, dan memiliki
berbagai kegunaan dalam elektronik microwave, sebagai generator pulsa
atau parameter penguat.
7. Dioda Schottky
Merupakan tipe khusus dengan tegangan yang rendah. Ketika arus mengalir
akan ditahan oleh hambatan internal, yang menyebabkan tegangan menjadi
kecil di terminal dioda kira-kira antara 0.15-0.45 volt. Dioda ini
menghasilkan sawar schottky (sebuah simpangan semikonduktor-
semikonduktor seperti dalam dioda konvensional). Sawar schottky
dihasilkan dengan waktu kontak yang sangat cepat dan tegangan yang
rendah. Dioda schottky membalikkan waktu pemulihan, ketika beralih dari
keadaan tidak menghantarkan ke keadaan menghantarkan dan sebaliknya.
Dimana waktu pemulihan balik dapat dalam orde ratusan nano-detik dan
kurang dari 100 nano-detik untuk dioda cepat. Oleh sebab itu, fungsi dioda
ini sebagai saklar berkecepatan tinggi.
Dioda Varactor atau Varicap
Dioda Varactor adalah jenis dioda yang biasa digunakan pada rangkaian
pembangkit frekuensi atau oscilator. Varicap (variable capacitor dioda).
Pada circuit electronic RF (Radio Frequency) yang menggunakan transistor
bipolar maupun FET, varactor banyak digunakan sebagai variable kapasitor
dalam VCO (Voltage Control Oscilator), yaitu oscilator yang frekuensinya
dikendalikan oleh tegangan listrik.
8. Dioda Tunnel
Dioda ini memanfaatkan fenomena kuantum yang disebut dengan resonant
tunneling yang menghasilkan resistansi negatif pada saat dioda dalam
kondisi bias maju. Ketika suatu tegangan yang nilainya kecil dihubungkan
pada dioda tunnel, maka dioda tersebut menghantarkan arus. Begitu
tegangannya dinaikkan, arus yang dialirkan dioda juga ikut naik hingga
mencapai suatu nilai puncak (peak current, Ip). Apabila tegangannya masih
terus dinaikkan sedikit lagi, arusnya malah berkurang hingga mencapai nilai
terendahnya (current calley, IV). Lalu, apabila tegangan dinaikkan lagi, maka
arus yang dialirkan dioda tersebut akan ikut naik, namun kali ini arusnya
tidak akan pernah turun lagi.
9. PRINSIP KERJA DIODA
Prinsip kerja berbagai jenis dioda sudah dijelaskan pada slide
sebelumnya. Untuk dapat memperjelas prinsip kerja dioda dalam
menghantarkan dan menghambat aliran arus listrik, di bawah ini adalah
rangkaian dasar contoh pemasangan dan penggunaan dioda dalam sebuah
rangkaian elektronika.
10. 1. Aturkan posisi selector switch pada posisi Ohm (Ω) x1k atau x100.
2. Hubungkan tespen merah pada terminal katoda (tanda gelang putih).
3. Hubungkan tespen hitam pada terminal anoda.
4. Baca hasil pengukuran di multimeter
5. Jarum analog pada multimeter harus bergerak ke kanan.
6. Balikan tespen merah ke terminal anoda dan tespen hitam pada
terminal katoda (tanda gelang putih).
7. Baca hasil pengukuran di multimeter.
8. Jarum harus tidak bergerak, apabila jarum bergerak berarti dioda sudah
rusak.
CARA MENGUKUR DIODA DENGAN
MULTIMETER ANALOG
11. PENGERTIAN RESISTOR
Resistor adalah komponen pasif elektronik yang memiliki dua kutub dan
didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik dengan resistansi
tertentu. Resistor dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua
kutubnya, nilai tegangan terhadap resistansi berbanding dengan arus yang
mengalir, berdasarkan hukum Ohm:
Keterangan : R : Resistansi (tahanan)
V : Tegangan
I : Ampere
Resistor dapat dibuat dari bermacam-macam komponen, bahkan kawat
resistansi (kawat yang dibuat dari paduan resistivitas tinggi seperti nikel-
kromium). Karakteristik utama dari resistor adalah resistansinya dan daya
listrik yang dapat dihantarkan yang dapat ditentukan dari simbol warna
atau tulisan yang terdapat pada badan resistor.
Simbol Resistor
12. JENIS-JENIS RESISTOR & FUNGSINYA
1. Fixed resistor : jenis resistor yang memiliki nilai resistansi yang tetap
dan sudah ditentukan oleh produsen.
Resistor Kawat
Jenis resistor yang pertama kali digunakan pada saat rangkaian elektronika
masih menggunakan tabung hampa. Bentuk fisiknya bervariasi dan memiliki
ukuran yang cukup besar. Karena memiliki resistansi yang tinggi dan tahan
terhadap panas yang tinggi, resistor ini hanya dipergunakan dalam
rangkaian power. Saat ini, jenis yang masih dipakai adalah jenis yang
memiliki lilitan kawat pada bahan keramik, kemudian dilapisi dengan bahan
semen.
Resistor Batang Karbon (Arang)
Resistor ini terbuat dari bahan karbon kasar yang diberi lilitan dan tanda
dengan kode warna yang berbentuk gelang. Untuk dapat membaca nilai
resistansi dari setiap warna gelang tersebut dapat menggunakan tabel kode
warna. Jenis resistor ini terbentuk setelah adanya resistor kawat. Saat ini
sudah jarang orang yang menggunakan resistor batang karbon di dalam
rangkaian-rangkaian elektronik.
13. Resistor Keramik
Terbuat dari bahan dasar keramik atau porselin dan dilapisi dengan kaca
tipis. Memiliki bentuk fisik yang kecil dan nilai resistansi yang tinggi. Paling
banyak digunakan dalam rangkaian elektronik. Rating daya yang dimiliki
resistor keramik sebesar 1/4 Watt, 1/2 Watt, 1 Watt dan 2 Watt.
Resistor Film Karbon
Dibuat dari karbon dan dilapisi dengan bahan film yang berfungsi sebagai
pelindung terhadap pengaruh luar. Nilai resistansi sudah tercantum dalam
bentuk tabel kode warna. Karena memiliki nilai resistansi yang tinggi dan
juga bentuk fisiknya kecil, resistor ini juga banyak digunakan di dalam
berbagai rangkaian elektronika. Rating daya yang dimiliki resistor ini adalah
1/4 Watt, 1/2 Watt, 1 Watt dan 2 Watt.
Resistor Film Metal
Resistor ini tahan terhadap perubahan temperatur dan memiliki tingkat
kepresisian yang tinggi karena nilai toleransi yang mencapai 1% atau 5%.
Jika di bandingkan dengan jenis fixed resistor lainnya, resistor ini memiliki
kepresisian yang lebih tinggi karena memilik 5 gelang warna bahkan ada
juga yang terdapat 6 gelang warna. Resistor film metal banyak digunakan
dalam rangkaian elektronika yang memiliki tingkat ketelitian tinggi, seperti
alat ukur.
14. 2. Variable resistor : jenis resistor yang nilai resistansinya dapat berubah
dengan cara memutar atau menggeser tuas yang ada.
Potensiometer
Potensiometer adalah jenis variable resistor yang nilai resistansinya dapat
kita rubah dengan cara memutar porosnya melalui tuas yang sudah di
sediakan. Pada umumnya, resistor ini terbuat dari kawat atau karbon dan
paling banyak digunakan dalam rangkaian elektronika. Perubahan nilai
resistansi terbagi menjadi dua, yaitu linier dan logaritmatik. Untuk
mengetahui apakah potensiometer tersebut linier atau logaritmatik dapat
dilihat dari huruf yang tertera pada bagian belakang. Apabila tertera huruf
“B” maka potensiometer tersebut bersifat logaritmatik, sedangkan jika
tertera huruf “A” maka potensiometer tersebut bersifat linier.
“Potensiometer bersifat linier’’
15. Tripotensiometer
Biasa disebut trimpot adalah resistor yang nilai resistansinya dapat
berubah. Sifat dan karakteristik trimpot tidak jauh berbeda dengan
potensiometer, hanya saja bentuk fisik trimpot lebih kecil dibandingkan
dengan potensiometer. Untuk mengubah nilai resistansi dengan cara
memutar lubang tengah pada badan trimpot dengan menggunakan obeng.
NTC dan PTC
NTC (Negative Temperature Coefficient) dan PTC (Positive Temperature
Coefficient) merupakan resistor yang nilai resistansinya dapat berubah
apabila terjadi perubahan temperatur di sekelilingnya. Nilai resistansi NTC
sendiri akan naik apabila temperatur di sekelilingnya turun. Sedangkan nilai
resistansi PTC akan naik jika jika temperatur di sekelilingnya naik. Kedua
resiston ini paling sering digunakan sebagai sensor karena dapat mengukur
suhu atau temperatur daerah di sekelilingnya.
Simbol NTC dan PTCNTC PTC
16. LDR (Light Dependent Resistor)
LDR (Light Dependent Resistor) merupakan resistor yang nilai resistansinya
dapat berubah apabila terjadi perubahan intensitas cahaya di daerah
sekelilingnya. Itu dapat terjadi karena intensitas cahaya yang besar dapat
mendorong elektron untuk menembus batas-batas pada LDR. Dengan
begitu, nilai resistansi akan naik jiga intensitas yang diterima sedikit.
Sedangkan nilai resistansi dari LDR akan turun jika intensitas cahaya yang
diterima banyak. Resistor LDR sendiri banyak digunakan sebagai sensor
cahaya, khususnya pada lampu taman.
Simbol Trimpot
17. PRINSIP KERJA RESISTOR
“Anggap arus listrik adalah arus air dalam sungai lalu agar sungai itu tidak
meluap saat hujan maka dibuatlah bendungan, bendungan inilah yang
disebut resistor.’’
Jika sebuah resistor dipasang secara paralel maka akan menjadi
pembagi arus listrik. Imajinasinya jika sebuah resistor sebuah
bendungan & arus air yang mengalir sebagai arus listrik. Umpamanya
sebuah sungai terdapat dua bendungan yang digunakan untuk membagi
air tersebut. Bendungan pertama sebagai resistor 1 dan bendungan
kedua sebagai resistor 2. Besarnya arus air tergantung dari besar
kecilnya bukaan pintu bendungan. Semakin besar pintu bendungan
terbuka, semakin besar juga arus air yang akan melewati pintu
bendungan tersebut, dan jika bukaan di tiap-tiap pintu bendungan
tersebut sama besarnya maka arus air yang mengalir akan terbagi
rata di kedua pintu bendungan tersebut.
18. Resistor sebagai penurun tegangan, contoh VCD/DVD yang seringkali
mati karena rangkaian power supply ACMATIC yang rusak. Prinsip
Sistem ACMATIK ini mengubah tegangan AC menjadi tegangan DC
dengan cara penurunan tegangan, maka resistor inilah yang berfungsi
menurunkan tegangan dalam Watt yang lebih besar. Jika resistor
putus/terbakar dan tidak diganti dengan yang baru , maka resistor tidak
bisa disearahkan dengan dioda sehingga VCD/DVD pun mati bahkan
anda pun bisa terkena kejutan listrik jika menyentuh rangkaiannya.
Resistor sebagai pembagi tegangan ketika resistor dipasang seri maka
resistor akan menjadi pembagi tegangan.
Resistor sebagai penghambat aliran arus listrik . Resistor seringkali
digunakan pada suatu rangkaian agar tidak membuang banyak biaya
dalam pembuatan suatu hambatan.
19. CARA MENGHITUNG NILAI RESISTANSI
RESISTOR
Untuk menetukan nilai resistansi sebuah resistor dapat ditentukan
dengan menghitung nilai kode warna yang tertera, dapat dilihat pada tabel
di bawah ini.
Kode Warna 4 Gelang 6 Gelang5 Gelang
21. Bagaimana cara menghitung nilai resistansi bila resistornya berbentuk
demikian?
(5W22ΩJ = 5 Watt 22 Ohm (Ω) dengan toleransi ± 5%)
Cara menghitungnya adalah
-5W = Merupakan kuat daya dari resitor tersebut, yaitu 5 Watt.
-22 (Ω) = Nilai resitansi resitor sebesar 22 Ohm (Ω).
- J = J adalah simbol dari besar toleransi resistor tersebut, yaitu ± 5%.
Contoh:
Hitung nilai resistor berikut (a. 10W5R6G dan b. 5W3K3J) !
Jawab :
a. 10W5R6G = 10 Watt 5,6 Ohm (Ω) dengan toleransi ± 2%
-10W = Kuat daya resistor, yaitu 10 Watt.
-5R6 = 5,6 (R = x1) jadi, 5,6 x 1 = 5,6 Ohm (Ω).
-G = G adalah simbol besar toleransi resistor tersebut, yaitu ± 2%.
22. b. 5W3K3J = 5 Watt 3.300 Ohm (Ω) denagn toleransi ± 5%
-5W = Kuat daya resistor, yaitu 5 Watt.
-3K3 = 3,3 (K = x1.000) jadi, 3,3 x 1.000 = 3.300 Ohm (Ω).
-J = J adalah simbol dari besar toleransi resistor tersebut, yaitu ± 5%.
Untuk mempermudah perhitungan lihat tabel berikut:
Kode Resistansi Kode Toleransi
R X 1 F ± 1%
K X 1.000 G ± 2%
M X 1.000.000 J ± 5%
K ± 10%
M ± 20%
23. PENGERTIAN TRANSISTOR
Transistor adalah komponen elektronika semikonduktor yang memiliki
3 kaki elektroda, yaitu basis (dasar), kolektor (pengumpul) dan emitor
(pemancar). Transistor berfungsi sebagai penguat, pemutus dan
penyambung (switching), stabilitasi tegangan, modulasi sinyal dan masih
banyak lagi fungsi lainnya. Selain itu, transistor juga dapat digunakan
sebagai kran listrik, sehingga dapat mengalirkan listrik dengan sangat
akurat.
Transistor sebenarnya berasal dari kata “transfer” yang berarti
pemindahan dan “resistor” yang berarti penghambat. Dari kedua kata
tersebut dapat kita simpulkan, pengertian transistor adalah pemindahan
atau peralihan bahan setengah penghantar menjadi suhu tertentu.
Transistor pertama kali ditemukan pada tahun 1948 oleh William Shockley,
John Barden dan W.H, Brattain. Tetapi, komponen ini mulai digunakan
pada tahun 1958. Jenis transistor terbagi menjadi 2, yaitu transistor tipe
PNP dan tipe NPN.
24. JENIS-JENIS TRANSISTOR & FUNGSINYA
Jenis transistor pada umumnya terbagi menjadi dua jenis saja, yaitu
jenis Bipolar Junction Transistor/transistor bipolar (dua kutub) dan
transistor efek medan Field Effect Transistor (FET).
Bipolar Junction Transistor (BJT)
Transistor bipolar termasuk dari jenis transistor yang paling banyak
digunakan dalam suatu rangkaian elektronika. Transistor bipolar memiliki
dua buah persambungan kutub. Jenis transistor bipolar dibagi menjadi tiga
bagian lapisan material semikonduktor yang kemudian membedakan
transistor bipolar ke dalam dua jenis, yaitu transistor P-N-P (Positif-Negatif-
Positif) dan transistor N-P-N (Negatif-Positif-Negatif). Masing-masing kaki
dari jenis transistor ini mempunyai nama seperti B yang berarti Basis, K
yang berarti Kolektor serta E yang berarti Emiter. Sedangkan untuk fungsi
transistor bipolar adalah sebagai regulator arus listrik.
25. Field Effect Transistor (FET)
Transistor jenis ini sama seperti transistor bipolar yang memiliki tiga kaki.
Tiga kaki terminal yang dimiliki oleh transistor efek medan adalah Drain
(D), Source (S), dan Gate (G). Transistor efek medan ini atau dikenal pula
dengan istilah transistor unipolar memiliki satu buah kutub saja.
Sedangkan cara kerja dari transistor efek medan ini adalah mengatur dan
mengendalikan aliran elektron dari Source ke Drain melalui tegangan yang
diberikan pada Gate. Hal inilah yang membedakan antara fungsi transistor
efek medan dengan fungsi transistor bipolar.
26. PRINSIP KERJA TRANSISTOR
Cara Kerja Transistor hampir sama dengan resistor. Tipe dasar
transistor terbagi menjadi 2, yaitu Bipolar Junction Transistor atau biasa di
singkat (BJT) dan Field Effect Transistor atau (FET). BJT dapat bekerja
bedasarkan arus inputnya, sedangkan FET bekerja berdasarkan tegangan
inputnya. Transistor bipolar yang sebagai regulator arus listrik mengatur
besar kecilnya arus listrik yang melalui emiter yang kemudian berlanjut
kepada basis untuk menentukan seberapa besar arus yang diberikan
kepadanya. Sedangkan, transistor efek medan mengendalikan elektron
dari source ke drain melalui tegangan yang diberikan pada gate.
Dalam dunia elektronika modern, transistor merupakan komponen
yang sangat penting terutama dalam rangkaian analog karena fungsinya
sebagai penguat. Rangkaian analog terdiri dari pengeras suara, sumber
listrik stabil dan penguat sinyal radio. Tidak hanya rangkaian analog, di
dalam rangkaian digital juga terdapat transistor yang digunakan sebagai
saklar dengan kecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dapat di rangkai
sehingga berfungsi sebagai logic gate.
27. CARA MENENTUKAN KAKI ELEKTRODA
TRANSISTOR
Pada sebuah transistor biasanya tidak terdapat tulisan base, emiter,
dan kolektor pada kaki elektrodanya. Lalu bagaimana cara
menentukannya? Ada salah satu cara yang dapat digunakan, yaitu dengan
menggunakan multimeter digital, agar dapat diketahui tegangan dropnya.
1. Siapkan 1 buah transistor dan multimeter digital
2. Lakukan pengukuran seperti gambar ilustrasi di bawah ini
3. Kemudian, catat hasil pengukurannya
28. Dari pengukuran kaki-kaki transistor di atas diperoleh hasilnya sebagai berikut:
-Pengukuran #1: Probe Merah (+) pada kaki 1 & Probe Hitam (-) pada kaki 2 = 0V
-Pengukuran #2: Probe Merah (+) pada kaki 1 & Probe Hitam (-) pada kaki 3 = 0V
-Pengukuran #3: Probe Merah (+) pada kaki 2 & Probe Hitam (-) pada kaki 1 = 0.681V
-Pengukuran #4: Probe Merah (+) pada kaki 2 & Probe Hitam (-) pada kaki 3 = 0V
-Pengukuran #5: Probe Merah (+) pada kaki 3 & Probe Hitam (-) pada kaki 1 = 0.690V
-Pengukuran #6: Probe Merah (+) pada kaki 3 & Probe Hitam (-) pada kaki 2 = 0V
Dari hasil pengukuran di atas, perhatikan pengukuran #3 = 0.681V dan #5 =
0.690V. Dari hasil ini, kita sudah dapat mengetahui kaki Basis, Kolektor dan Emitter.
Untuk kaki Basis, perhatikan pada pengukuran #3 dan #5, lihat probe mana yang tidak
berubah posisi-nya? Ya, probe hitam (-) berada pada kaki ‘1’ transistor. Karena probe
hitam (-) yang jadi penanda kaki Basis, berarti Basis tersebut terbentuk dari
material semikonduktor ‘N’ type. Ini berarti transistor tersebut merupakan Transistor
PNP. Sekarang tinggal menentukan kaki Kolektor dan Emitter, untuk menentukan-nya
bandingkan ‘drop voltage’ pada hasil pengukuran #3 dan #5. Tegangan yang turun
pada Basis-Kolektor lebih rendah dibandingkan ketika tegangan melewati Basis-
Emitter (0.681V < 0.690V). Ini dikarenakan material ‘doping’ pada Kolektor lebih
sedikit daripada Emitter. Jadi, Kolektor berada pada kaki ‘2’ dan Emitter pada kaki ‘3’.
PNP: Kaki basis probe merah, kaki emitor dan kolektor
probe hitam maka jarum bergerak. kemudian bila dibalik
kaki basis probe hitam, kaki emitor dan kolektor probe
merah jarum tidak bergerak.
29. Apabila diperoleh hasil ukuran lainnya, seperti berikut:
-Pengukuran #1: Probe Merah (+) pada kaki 1 & Probe Hitam (-) pada kaki 2 = 0V
-Pengukuran #2: Probe Merah (+) pada kaki 1 & Probe Hitam (-) pada kaki 3 = 0V
-Pengukuran #3: Probe Merah (+) pada kaki 2 & Probe Hitam (-) pada kaki 1 = 0.677V
-Pengukuran #4: Probe Merah (+) pada kaki 2 & Probe Hitam (-) pada kaki 3 = 0.665V
-Pengukuran #5: Probe Merah (+) pada kaki 3 & Probe Hitam (-) pada kaki 1 = 0V
-Pengukuran #6: Probe Merah (+) pada kaki 3 & Probe Hitam (-) pada kaki 2 = 0V
Dari hasil contoh pengukuran di atas diperoleh:
Basis terletak pada kaki ‘2’
Tipe Transistor NPN → probe merah (+)
Kolektor terletak pada kaki ‘3’
Emitter terletak pada kaki ‘1’
NPN : Kaki basis probe hitam, kaki emitor dan kolektor
probe merah maka jarum bergerak. kemudian bila dibalik
kaki basis probe merah, kaki emitor dan kolektor probe
hitam jarum tidak bergerak.