SlideShare a Scribd company logo

Teknik elektronika-dasar

β€’Download as PPTX, PDFβ€’
β€’
R
RukyannahMakmur

Buku ini membahas tentang Teknik Elektronika Dasar untuk siswa SMK. Buku ini terdiri dari lima bab pembelajaran yang mencakup materi komponen elektronika dasar seperti resistor, kapasitor, induktor, transformator, dioda, transistor, piranti optik, dan thyristor beserta contoh aplikasinya. Setiap bab dilengkapi uraian materi, rangkuman, tugas, dan lembar kerja untuk membantu siswa memahami dan menerap

Engineering
1 of 172
Teknik Elektronika Dasar 1 Buku Siswa
Teknik Elektronika Dasar TEKNIK ELEKTRONIKA DASAR (Bahan Ajar Siswa) oleh SENJA, S.Pd, M.T. SUMIRAN, S.ST, M.Pd. 2 Buku Siswa
Teknik Elektronika Dasar KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa, atas rahmat dan karunianya penulis dapat menyelesaikan Bahan Ajar ini tepat pada waktunya, walaupun ada beberapa hambatan. Bahan Ajar ini ditulis untuk digunakan oleh siswa SMK sesuai dengan jurusannya agar dapat memahami dan lebih mendalami permasalahan- permasalahan materi yang dibahas pada buku ini yang pada akhirnya akan dapat meningkatkan kompetensi siswa. Ucapan terima kasih yang tak terhingga kepada semua pihak baik secara kelembagaan maupun perseorangan yang telah membantu dalam penyelesaian penulisan Bahan Ajar ini, semoga semua bantuannya mendapat ganjaran yang berlipat ganda. Harus diakui, dan kami menyadarinya bahwa Bahan Ajar ini jauh dari sempurna. Oleh karena itu, kami harapkan saran, kritik atau apapun untuk perbaikan penulisan Bahan Ajar ini, terima kasih. 3 Buku Siswa Penulis
Teknik Elektronika Dasar KATA PENGANTAR Kurikulum 2013 adalah kurikulum berbasis kompetensi. Di dalamnya dirumuskan secara terpadu kompetensi sikap, pengetahuan dan keterampilan yang harus dikuasai peserta didik serta rumusan proses pembelajaran dan penilaian yang diperlukan oleh peserta didik untuk mencapai kompetensi yang diinginkan. Faktor pendukung terhadap keberhasilan Implementasi Kurikulum 2013 adalah ketersediaan Buku Siswa dan Buku Guru, sebagai bahan ajar dan sumber belajar yang ditulis dengan mengacu pada Kurikulum 2013. Buku Siswa ini dirancang dengan menggunakan proses pembelajaran yang sesuai untuk mencapai kompetensi yang telah dirumuskan dan diukur dengan proses penilaian yang sesuai. Sejalan dengan itu, kompetensi keterampilan yang diharapkan dari seorang lulusan SMK adalah kemampuan pikir dan tindak yang efektif dan kreatif dalam ranah abstrak dan konkret. Kompetensi itu dirancang untuk dicapai melalui proses pembelajaran berbasis penemuan (discovery learning) melalui kegiatan-kegiatan berbentuk tugas (project based learning), dan penyelesaian masalah (problem solving based learning) yang mencakup proses mengamati, menanya, mengumpulkan informasi, mengasosiasi, dan mengomunikasikan. Khusus untuk SMK ditambah dengan kemampuan mencipta . Sebagaimana lazimnya buku teks pembelajaran yang mengacu pada kurikulum berbasis kompetensi, buku ini memuat rencana pembelajaran berbasis aktivitas. Buku ini memuat urutan pembelajaran yang dinyatakan dalam kegiatan-kegiatan yang harus dilakukan peserta didik. Buku ini mengarahkan hal-hal yang harus dilakukan peserta didik bersama guru dan teman sekelasnya untuk mencapai kompetensi tertentu; bukan buku yang materinya hanya dibaca, diisi, atau dihafal. Buku ini merupakan penjabaran hal-hal yang harus dilakukan peserta didik untuk mencapai kompetensi yang diharapkan. Sesuai dengan pendekatan kurikulum 2013, peserta didik diajak berani untuk mencari sumber belajar lain yang tersedia dan terbentang luas di sekitarnya. Buku ini merupakan edisi ke-1. Oleh sebab itu buku ini perlu terus menerus dilakukan perbaikan dan penyempurnaan. Kritik, saran, dan masukan untuk perbaikan dan penyempurnaan pada edisi berikutnya sangat kami harapkan; sekaligus, akan terus memperkaya kualitas penyajian buku ajar ini. Atas kontribusi itu, kami ucapkan terima kasih. Tak lupa kami mengucapkan terima kasih kepada kontributor naskah, editor isi, dan editor bahasa atas kerjasamanya. Mudah-mudahan, kita dapat memberikan yang terbaik bagi kemajuan dunia pendidikan menengah kejuruan dalam rangka mempersiapkan generasi seratus tahun Indonesia Merdeka (2045). Jakarta, Januari 2014 Direktur Pembinaan SMK Drs. M. Mustaghfirin Amin, MBA 4 Buku Siswa
Teknik Elektronika Dasar DAFTAR I S I KATA PENGANTAR............................................................................................................i DAFTAR ISI ......................................................................................................................v DAFTAR GAMBAR......................................................................................................... viii BAB I ...............................................................................................................................1 PENDAHULUAN...............................................................................................................1 A. Deskripsi .................................................................................................................1 B. Persyaratan.............................................................................................................1 C. Petunjuk Penggunaan..............................................................................................1 D. Tujuan Akhir............................................................................................................2 E. Kompetensi Inti dan Kompetensi Dasar ...................................................................2 F. Cek Kemampuan Awal .............................................................................................6 BAB II ..............................................................................................................................7 PEMBELAJARAN ..............................................................................................................7 A. Deskripsi .................................................................................................................7 B. Kegiatan Belajar ......................................................................................................8 1. Kegiatan Belajar 1....................................................................................................8 a. Tujuan Pembelajaran...........................................................................................8 b. Uraian Materi ......................................................................................................8 1). Pengamatan ...................................................................................................8 2). Resistor ........................................................................................................10 3). Kapasitor ......................................................................................................25 4). Induktor .......................................................................................................31 5). Transformator ..............................................................................................35 6). Dioda............................................................................................................37 7). Transistor .....................................................................................................47 8). Piranti Optik .................................................................................................53 9). Thyristor .......................................................................................................64 c. Rangkuman.......................................................................................................74 d. Tugas.................................................................................................................74 5 Buku Siswa
Teknik Elektronika Dasar e. Tes Formatif ......................................................................................................75 f. Lembar Kerja Peserta Didik................................................................................76 2. Kegiatan Belajar 2..................................................................................................79 a. Tujuan Pembelajaran.........................................................................................79 b. Uraian Materi ....................................................................................................79 1). Pengamatan .................................................................................................79 2). Konfigurasi Common Emitter ........................................................................80 3). Konfigurasi Common Base ............................................................................82 4). Konfigurasi Common Collector......................................................................82 c. Rangkuman........................................................................................................83 d. Tugas.................................................................................................................84 e. Tes Formatif ......................................................................................................85 f. Lembar Kerja Peserta Didik................................................................................85 3. Kegiatan Belajar 3..................................................................................................88 a. Tujuan Pembelajaran.........................................................................................88 b. Uraian Materi ....................................................................................................88 1). Pengamatan .................................................................................................88 2). Fidelitas dan Efisiensi....................................................................................89 3). Operasi kelas A .............................................................................................93 4). Operasi Kelas B .............................................................................................96 5). Operasi Kelas AB..........................................................................................99 6). Operasi Kelas C ...........................................................................................101 c. Rangkuman......................................................................................................102 d. Tugas...............................................................................................................102 e. Tes Formatif ....................................................................................................103 f. Lembar Kerja Peserta Didik..............................................................................103 4. Kegiatan Belajar 4................................................................................................107 a. Tujuan Pembelajaran.......................................................................................107 b. Uraian Materi ..................................................................................................107 1). Pengamatan ...............................................................................................107 2). Penggunaan OP-AMP..................................................................................108 6 Buku Siswa
Teknik Elektronika Dasar 3). Rangkaian dasar OP-AMP ...........................................................................109 4). Rangkaian OP-AMP sebagai amplifier........................................................113 5). Rangkaian Pengurang/Subtractor ...............................................................115 6). Rangkaian Diferensiator/Derivative ...........................................................116 7). Rangkaian Integrator ..................................................................................117 8). Rangkaian penguat logaritmik....................................................................119 9). Penguat diferensial ....................................................................................121 10). Penguat penjumlah...................................................................................122 11). Instrumenasi Amplifier (IN-AMP)..............................................................123 12). Pemakaian OP-AMP dengan Catu Daya Tunggal........................................125 c. Rangkuman......................................................................................................126 d. Tugas...............................................................................................................127 e. Tes Formatif ....................................................................................................127 f. Lembar Kerja Peserta Didik..............................................................................128 5. Kegiatan Belajar 5................................................................................................139 a. Tujuan Pembelajaran.......................................................................................139 b. Uraian Materi ..................................................................................................139 1). Pengamatan ...............................................................................................139 2). Multivibrator .............................................................................................140 3). Osilator Relaksasi (Relaxation Oscillator) ....................................................142 4). Wien Bridge Oscillator - osilator pembangkit gelombang sinus ...................146 c. Rangkuman......................................................................................................151 d. Tugas...............................................................................................................151 e. Tes Formatif ....................................................................................................151 f. Lembar Kerja Peserta Didik..............................................................................152 BAB III .........................................................................................................................159 EVALUASI....................................................................................................................159 Produk Benda Kerja Sesuai Kriteria..........................................................................159 BAB IV.........................................................................................................................160 PENUTUP ....................................................................................................................160 DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................................161 7 Buku Siswa
Teknik Elektronika Dasar DAFTAR GAMBAR Gambar 1. 1 Simbol resistor ..........................................................................................10 Gambar 1. 2 Gambar resistor tetap ...............................................................................13 Gambar 1. 3 Berbagai bentuk resistor variabel..............................................................13 Gambar 1. 4 Simbol dari resistor variabel ......................................................................14 Gambar 1. 5 Resistor keramik (kiri); resistor wirewound (kanan)...................................14 Gambar 1. 6 Thermistor ...............................................................................................15 Gambar 1. 7 Kode warna resistor ..................................................................................16 Gambar 1. 8 Rangkaian seri dengan sumber tegangan...................................................17 Gambar 1. 9 Rangkaian seri dengan sumber tegangan...................................................18 Gambar 1. 10 Rangkaian paralel....................................................................................20 Gambar 1. 11 Rangkaian paralel....................................................................................21 Gambar 1. 12 Rangkaian seri paralel .............................................................................23 Gambar 1. 13 Rangkaian seri .........................................................................................23 Gambar 1. 14 Rangkaian seri paralel .............................................................................24 Gambar 1. 15 Prinsip dasar kapasitor ............................................................................26 Gambar 1. 16 Lambang kondensator.............................................................................26 Gambar 1. 17 Lambang kapasitor (yang tidak memiliki polaritas) ..................................26 Gambar 1. 18 Kondensator Keramik..............................................................................28 Gambar 1. 19 Kondensator Polyester ............................................................................28 Gambar 1. 20 Kondensator kertas .................................................................................29 Gambar 1. 21 Kondensator variabel ..............................................................................29 Gambar 1. 22 Simbol induktor pada skematik rangkaian ...............................................31 Gambar 1. 23 Solenoid ..................................................................................................32 Gambar 1. 24 Toroida ...................................................................................................34 Gambar 1. 25 Skematik transformator CT......................................................................36 Gambar 1. 26 Skematik transformator Non CT ..............................................................36 Gambar 1. 27 Struktur dioda .........................................................................................38 Gambar 1. 28 Rangkaian bias maju................................................................................38 Gambar 1. 29 Rangkaian bias mundur ...........................................................................39 Gambar 1. 30 Grafik hubungan tegangan bias dan arus dioda .......................................39 Gambar 1. 31 Dioda ideal ..............................................................................................40 Gambar 1. 32 Dioda sebagai penyearah Β½ gelombang...................................................42 Gambar 1. 33 Dioda sebagai penyearah gelombang penuh dengan transformator tanpa CT .................................................................................................................................42 Gambar 1. 34 Penyearah gelombang penuh non CT ......................................................42 Gambar 1. 35 Penyearah gelombang penuh CT .............................................................43 Gambar 1. 36 Dioda sebagai pemotong.........................................................................43 8 Buku Siswa
Teknik Elektronika Dasar Gambar 1. 37 Dioda sebagai pelipat ganda tegangan ....................................................43 Gambar 1. 38 Dioda sebagai pelipat tiga tegangan........................................................44 Gambar 1. 39 Dioda sebagai rangkaian penggeser/clemper...........................................44 Gambar 1. 40 Dioda sebagai limiter..............................................................................44 Gambar 1. 41 Simbol dioda zener..................................................................................44 Gambar 1. 42 Grafik arus dan tegangan.........................................................................45 Gambar 1. 43 Grafik arus dan tegangan rangkaian dioda zener .....................................45 Gambar 1. 44 Mengukur resistansi transistor BJT .........................................................49 Gambar 1. 45 Indikator transistor..................................................................................49 Gambar 1. 46 Bentuk transistor.....................................................................................50 Gambar 1. 47 Berbagai macam transistor......................................................................50 Gambar 1. 48 Arus emitor .............................................................................................51 Gambar 1. 49 Simbol Jenis-jenis transistor ....................................................................53 Gambar 1. 50 Simbol photodioda..................................................................................54 Gambar 1. 51 Model rangkaian pin photodioda.............................................................54 Gambar 1. 52 (a) Simbol phototransistor; (b) Ekivalen..................................................56 Gambar 1. 53 Simbol phototransistor............................................................................56 Gambar 1. 54 Aplikasi phototransistor untuk menyalakan lampu .................................57 Gambar 1. 55 Transmiter dan receiver infrared.............................................................58 Gambar 1. 56 Simbol LDR ..............................................................................................60 Gambar 1. 57 Bentuk fisik LDR ......................................................................................61 Gambar 1. 58 a. LED; b. LED seven segment; c. konstruksi segmen; d. rangkaian LED.....62 Gambar 1. 59 Diagram optocoupler ..............................................................................64 Gambar 1. 60 Struktur thyristor.....................................................................................65 Gambar 1. 61 Visualisasi thyristor dengan transistor ....................................................65 Gambar 1. 62 Thyristor diberi tegangan ........................................................................66 Gambar 1. 63 Struktur SCR ............................................................................................67 Gambar 1. 64 Karakteristik kurva I-V dari sebuah SCR....................................................68 Gambar 1. 65 Rangkaian SCR.........................................................................................70 Gambar 1. 66 Lambang TRIAC di dalam skema elektronika, memiliki tiga kaki, dua diantaranya terminal MT1 (T1) dan MT2 (T2) dan lainnya terminal Gate (G) ................70 Gambar 1. 67 Struktur dan simbol DIAC ........................................................................71 Gambar 1. 68 Rangkaian dimmer...................................................................................72 Gambar 1. 69 UJT (a) Susunan UJT; (b) rangkaian ekivalen ............................................73 Gambar 1. 70 Simbol skematik UJT................................................................................73 Gambar 1. 71 Rangkaian osilator dengan UJT................................................................73 Gambar 1. 72 Resistor warna ........................................................................................75 Gambar 2. 1 Rangkaian emitter follower........................................................................79 Gambar 2. 2 Konfigurasi common emitter .....................................................................80 Gambar 2. 3 Model phi..................................................................................................81 Gambar 2. 4 Konfigurasi common base .........................................................................82 9 Buku Siswa
Teknik Elektronika Dasar Gambar 2. 5 Konfigurasi common collector ...................................................................83 Gambar 2. 6 Rangkaian common emmitter....................................................................84 Gambar 2. 7 Rangkaian konfigurasi common base.........................................................84 Gambar 2. 8 Rangkaian konfigurasi common colector....................................................84 Gambar 2. 9 Rangkaian untuk lembar latihan................................................................87 Gambar 3. 1 Amplifier...................................................................................................88 Gambar 3. 2 Power amplifier tata panggung.................................................................89 Gambar 3. 3 Simbol amplifier ........................................................................................90 Gambar 3. 4 Suatu sistem amplifier berpenguatan tinggi menggunakan tiga amplifier tunggal yang dihubungkan secara bertingkat (cascaded) ...............................................92 Gambar 3. 5 Posisi amplifier pada suatu sistim pengukuran teknik ................................93 Gambar 3. 6 Rangkaian dasar penguat kelas A...............................................................94 Gambar 3. 7 Garis beban dan titik Q kelas A..................................................................94 Gambar 3. 8 Rangkaian imajiner analisa ac kelas A........................................................95 Gambar 3. 9 Kurva penguatan kelas A ...........................................................................96 Gambar 3. 10 Titik Q penguat A, AB dan B.....................................................................97 Gambar 3. 11 Rangkaian dasar penguat kelas B.............................................................98 Gambar 3. 12 Kurva penguatan kelas B .........................................................................99 Gambar 3. 13 Overlaping sinyal keluaran penguat kelas AB...........................................99 Gambar 3. 14 Rangkaian dasar penguat kelas AB.........................................................100 Gambar 3. 15 Rangkaian dasar penguat kelas C...........................................................101 Gambar 3. 16 Rangkaian amplifier audio.....................................................................103 Gambar 3. 17 Praktikum rangkaian dasar penguat kelas A...........................................106 Gambar 4. 1 Diagram blok OP-AMP.............................................................................108 Gambar 4. 2 Diagram blok OP-AMP.............................................................................109 Gambar 4. 3 Keterangan simbol untuk terminal-terminal suatu OP-AMP.....................110 Gambar 4. 4 Pembalikan fasa sinyal output (b); terhadap sinyal input (c) ....................110 Gambar 4. 5 Rangkaian penguat membalik dengan menggunakan OP-AMP tipe LM 741 ...................................................................................................................................111 Gambar 4. 6 Rangkaian OP-AMP .................................................................................112 Gambar 4. 7 Pembuat nol............................................................................................113 Gambar 4. 8 Rangkaian proporsional pembalik phasa..................................................114 Gambar 4. 9 Rangkaian proporsional dengan OP-AMP................................................115 Gambar 4. 10 Rangkaian pengurangan........................................................................115 Gambar 4. 11 Diferensiator OP-AMP ...........................................................................116 Gambar 4. 12 Integrator amplifier...............................................................................118 Gambar 4. 13 Rangkaian integrator praktis .................................................................118 Gambar 4. 14 Penguat logaritmik ...............................................................................119 Gambar 4. 15 Penguat diferensial................................................................................121 Gambar 4. 16 Penguat penjumlah. ..............................................................................122 Gambar 4. 17 Tranduser jembatan ..............................................................................123 10 Buku Siswa
Teknik Elektronika Dasar Gambar 4. 18 Rangkaian OP-AMP sebagai penguat instrumentasi...............................123 Gambar 4. 19 Rangkaian IN-AMP.................................................................................124 Gambar 4. 20 Aplikasi instrumentasi amplifier pada pengukuran torsi turbin ..............124 Gambar 4. 21 OP-AMP menggunakan catu daya tunggal. ............................................125 Gambar 4. 22 Penguat Penjumlah ...............................................................................127 Gambar 4. 23 Penguat dengan catudaya tunggal.........................................................127 Gambar 4. 24 Penguat diferensial ...............................................................................128 Gambar 4. 25 Penguat logaritmik................................................................................128 Gambar 4. 26 Penguat penjumlah ...............................................................................130 Gambar 4. 27 OP-AMP dengan catu daya tunggal........................................................131 Gambar 4. 28 Penguat diferensiator............................................................................133 Gambar 4. 29 Integrator..............................................................................................134 Gambar 4. 30 Penguat logaritmik................................................................................136 Gambar 4. 31 Penguat diferensial ...............................................................................136 Gambar 5. 1 Rangkaian inverter ..................................................................................139 Gambar 5. 2 Rangkaian flip-flop belum sempurna.......................................................141 Gambar 5. 3 Flip-flop RS..............................................................................................141 Gambar 5. 4 Rangkaian multivibrator astabil sebagai inverter. ....................................142 Gambar 5. 5 Rangkaian osilator relaksasi dengan OP-AMP..........................................144 Gambar 5. 6 Diagram waktu frekuensi osilator............................................................145 Gambar 5. 7 sistem penguat dengan umpan balik .......................................................147 Gambar 5. 8 Rangkaian penggeser fasa RC 2 tingkat....................................................148 Gambar 5. 9 Rangkaian wien-bridge oscillator.............................................................148 Gambar 5. 10 Rangkaian jembatan wien .....................................................................150 Gambar 5. 11 Osilator pergeseran fasa........................................................................152 Gambar 5. 12 Rangkaian percobaan osilator relaksasi.................................................156 11 Buku Siswa
Teknik Elektronika Dasar BAB I PENDAHULUAN A. Deskripsi 1 Buku Siswa Teknik Elektronika Dasar merupakan modul bahan ajar siswa berisi tentang rangkaian elektronika sebagai dasar pada instrumen kontrol untuk pembangkit listrik (PLTMh, PLTB, PLTS, dan energi alternatif lainnya) yang merupakan energi baru terbarukan. Dengan menguasai modul ini diharapkan peserta didik mampu menganalisis rangkaian elektronika untuk kontrol instrumentasi dan menyajikan hasil praktik rangkaian tersebut. Pada pendahuluan ini, peserta didik disarankan mengetahui dan memahami prasyarat yang harus di miliki sebelum mempelajari buku ini, Selain itu agar mempermudah dalam memahami modul ini diharapkan mempelajari petunjuk penggunaan buku ini. Selajutnya dituangkan pula tujuan akhir serta kompetensi inti dan kompetensi dasar, hal ini bertujuan agar setelah mempelajari bahan ajar ini Anda akan mendapatkan kompetensi yang telah digariskan pada tujuan akhir. Cek kompetensi dimaksudkan agar setiap peserta didik mengetahui kompetensi awal yang dimiliki masing-masing. B. Persyaratan Untuk dapat mengikuti materi pembelajaran ini, peserta didik diharapkan sudah memahami hukum Ohm, dan dapat mengaplikasikan operasi hitung aljabar dan Aritmatika. C. Petunjuk Penggunaan 1. Baca semua isi dan petunjuk pembelajaran modul mulai halaman judul hingga akhir modul ini. Ikuti semua petunjuk pembelajaran yang harus diikuti pada setiap Kegiatan Belajar.
Teknik Elektronika Dasar 2. Belajar dan bekerjalah dengan penuh tanggung jawab dan sepenuh hati, baik secara kelompok maupun individual sesuai dengan tugas yang diberikan. 3. Kerjakan semua tugas yang diberikan dan kumpulkan sebanyak mungkin informasi yang dibutuhkan untuk meningkatkan pemahaman Anda terhadap modul ini. 4. Kompetensi yang dipelajari di dalam modul ini merupakan kompetensi minimal. Oleh karena itu disarankan Anda mampu belajar lebih optimal. 5. Laporkan semua pengalaman belajar yang Anda peroleh baik tertulis maupun lisan sesuai dengan tugas setiap modul. 2 Buku Siswa D. Tujuan Akhir Tujuan Akhir dari pembelajaran ini adalah peserta didik diharapkan mampu : a. Menganalisis dasar-dasar elektronika untuk instrumen kontrol pembangkit listrik. b. Menyajikan hasil praktek dasar elektronika untuk instrumen kontrol pembangkit listrik. E. Kompetensi Inti dan Kompetensi Dasar Mata Pelajaran : Dasar-dasar Energi Terbarukan KELAS X Semester 1 dan 2 Tabel Kompetensi Inti dan Kompetensi Dasar KOMPETENSI INTI (KELAS X) KOMPETENSI DASAR KI-1 Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya 1.1. Menghayati kebesaran Tuhan, bahwa kemampuan membaca merupakan bagian paling dasar bagi umat manusia untuk mengembangkan peradaban
Teknik Elektronika Dasar KOMPETENSI INTI (KELAS X) KOMPETENSI DASAR 2. Mengamalkan pengetahuan dan keterampilan dasar energi terbarukan, agar potensi energi yang ada dapat diolah lebih efisien dan produktif. 3. Menjaga keseimbangan alam dengan cara memelihara dan menggunakan sumberdaya alam secara bijaksana, serta memahami karaktersitik dari alam ini. KI-2 Menghayati dan mengamalkan perilaku jujur, disiplin, tanggungjawab, peduli (gotong royong, kerjasama, toleran, damai), santun, responsif dan pro-aktif dan menunjukkan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan dunia 1. Menghargai sikap perilaku ilmiah, profesional, wirausaha dan pedulidalam mempelajari dan menerapkan Dasar-dasar energi terbarukan agar produk yang dihasilkan lebih efisien, kompetitif dan awet. 2. Menghayati sikap perilaku ilmiah, profesional, wirausaha dan peduli dalam mempelajari dan menerapkan Dasar-dasar energi terbarukan serta dalam berinteraksi baik terhadap diri sendiri, organisasi, pelanggan, masyarakat negara dan bangsa dengan tetap arif dan peduli kepada kelestarian lingkungan dan sumber daya alam. 3. Mengamalkan sikap perilaku ilmiah, profesional, wirausaha dan peduli ketika 3 Buku Siswa
Teknik Elektronika Dasar KOMPETENSI INTI (KELAS X) KOMPETENSI DASAR mengaplikasikan Dasar-dasar energi terbarukan dalam mengolah dan memanfaatkan sumber-sumber energi terbarukan. KI-3 Memahami, menerapkan, dan menganalisis pengetahuan faktual, konseptual, dan prosedural berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dalam wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian dalam bidangkerja yang spesifik untuk memecahkan masalah. 1. Menganalisis dasar-dasar mesin perkakas 2. Menganalisis dasar-dasar mesin konstruksi 3. Menganalisis dasar-dasar survey dan pemetaan 4. Menganalisis dasar-dasar konstruksi bangunan dan pemipaan 5. Menganalisis dasar-dasar kelistrikan untuk instrumen kontrol pembangkit listrik 6. Menganalisis dasar-dasar elektronika untuk instrumen kontrol pembangkit listrik KI-4 Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri, dan mampu melaksanakan tugas spesifik di 1. Menyajikan hasil praktek pemesinan perkakas dasar 2. Menyajikan hasil praktek pemesinan konstruksi dasar 3. Menyajikan hasil praktek survey dan pemetaan dasar 4. Menyajikan hasil praktek dasar konstruksi 4 Buku Siswa
Teknik Elektronika Dasar KOMPETENSI INTI (KELAS X) KOMPETENSI DASAR bawah pengawasan langsung. batu beton dan pemipaan 5. Menyajikan hasil praktek dasar kelistrikan untuk kontrol pembangkit listrik 6. Menyajikan hasil praktek dasar elektronika untuk instrumen kontrol pembangkit listrik 5 Buku Siswa
Teknik Elektronika Dasar F. Cek Kemampuan Awal 6 Buku Siswa Sebelum mempelajari modul bahan ajar ini, Anda diharapkan mengisi audit kompetensi dengan memberikan ceklist pada tabel di bawah ini. No Indikator Kompeten Belum Sudah 1 Mengidentifikasi komponen elektronika. 2 Menganalisis rangkaian transistor. 3 Menganalisis rangkaian multivibrator/osilator. 4 Menganalisis rangkaian amplifier (transistor dan Op-Amp). 5 Aplikasi pada sistem kontrol pada PLTS dan pembangkit hybrid.
Teknik Elektronika Dasar BAB I I PEMBELAJARAN A. Deskripsi Teknik Elektronika Dasar merupakan modul bahan ajar siswa berisi tentang identifikasi komponen elektronika baik komponen aktif maupun pasif serta analisis rangkaian dasar dari komponen tersebut. Modul ini terdiri dari lima kegiatan belajar. Kegiatan belajar 1 berisi tentang teori identifikasi komponen elektronika. Kegiatan belajar 2 berisi tentang analisis rangkaian transistor. Kegiatan belajar 3 berisi tentang rangkaian amplifier. Kegiatan belajar 4 mencakup rangkaian OP-AMP. Kegiatan belajar 5 merupakan rangkaian multivibrator/osilator. Dengan menguasai modul ini diharapkan peserta didik mampu mengidentifikasi komponen dan menganalisis rangkaian elektronika untuk aplikasi kontrol pembangkit listrik. Orang tua bekerja untuk menghidupi anaknya, anaknya sekol ah agar mendapatkan kehidupan yang l ebih layak di kemudian hari. Dengan bel ajar dan mendapatkan nil ai baik adalah cara jitu pel ajar untuk membahagiakan orang tuanya. 7
Teknik Elektronika Dasar B. Kegiatan Belajar 1. Kegiatan Belajar 1 Komponen Elektronika a. Tujuan Pembelajaran Setelah mengikuti materi pembelajaran ini peserta didik dapat : 1. Mengidentifikasi komponen-komponen elektronika 2. Membaca nilai komponen-komponen pasif 3. Menyebutkan fungsi dari komponen-komponen elektronika 4. Menjelaskan prinsip kerja komponen-komponen aktif. b. Uraian Materi 1). Pengamatan Coba Anda perhatikan tabel 1.1 di bawah ini. Tabel 1. 1 Gambar komponen-komponen elektronika 8
Teknik Elektronika Dasar Apa yang Anda ketahui dengan gambar tersebut? Bagaimana simbol dari gambar tersebut? Apa kegunaan dari komponen tersebut? Bagaimana membaca nilai komponen tersebut? Diskusikan tentang komponen yang ada dalam komponen tersebut. Diskusikan pula jenis-jenis komponen tersebut, bacalah buku bahan ajar ini atau informasi dari sumber lain untuk mendapatkan informasi yang lebih dalam baik dari internet atau buku sumber lainnya, presentasikan setelah diskusi selesai. 9
Teknik Elektronika Dasar 2). Resistor Definisi Resistor Fungsi resistor adalah untuk menghambat arus listrik. Nilai resistansinya dinyatakan dalam satuan yang disebut β€œOhm”(Ω). Resistor 1000 Ohm biasanya ditulis 1kΩ dan 1000kΩ ditulis sebagai 1Mohm. Resistor dibagi dalam dua kelas, resistor tetap dan resistor variabel. Jika dibagi berdasarkan bahan yang digunakan ada resistor karbon dan ada juga metal film. Ada juga jenis lainnya yang jarang digunakan. Nilai resistansi resistor tidak hanya sesuatu yang dipertimbangkan dalam memilih resistor yang digunakan dalam rangkaian. Toleransi dan daya dari resistor juga penting. Toleransi digunakan untuk menyatakan jangkauan dari nilai resistor. Sebagai contoh toleransi 5% akan menyatakan nilai resistansinya pada jangkauan 5% dari nilai yang tertulis. Jangkauan daya menyatakan seberapa besar toleransi daya yang aman. Jangkauan daya maksimum pada resistor dalam watt. Daya dihitung menggunakan kuadrat arus dikali nilai resistansi dari resistor. Jika daya maksimum resistor dilewati maka resistor akan menjadi panas dan terbakar. Resistor–resistor pada rangkaian elektronik bekisar antara 1/8 watt, ΒΌ watt dan Β½ watt. Resistor 1/8 watt paling bayak digunakan pada rangkaian aplikasi sinyal. Biasanya untuk keamanan memilih resistor yang memiliki jangkauan daya kira- kira dua kali daya yang dibutuhkan. Gambar 1. 1 Simbol resistor Resistor tidak dijual dengan sembarang nilai resistivitas, tetapi nilai-nilai resistivitas yang terdapat dipasaran diatur dalam deret-deret norma. Terdapat deret E3, E6, E12, E24, E48, dan E96. Angka pada nama deret menunjukkan 10
Teknik Elektronika Dasar berapa banyak nilai terdapat dalam satu decade. Dalam decade berikutnya terdapat angka yang sama hanya dengan orde 10 kali lipat. Tabel 1. 2 Tabel Nilai Resistansi 11 E6 E12 E24 1.0 1.5 2.2 3.3 1.0 1.2 1.5 1.8 2.2 2.7 3.3 3.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.5 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.7 3.0 3.3 3.6 3.9 4.3
Teknik Elektronika Dasar 4.7 6.8 4.7 5.6 6.8 8.2 4.7 5.1 5.6 6.2 6.8 7.5 8.2 9.1 12 Jenis-jenis Resistor Jika dibagi berdasarkan nilainya, resistor terdiri dari resistor tetap dan resistor variabel. 1. Resistor Tetap Resistor tetap adalah nilai resistansinya tertentu dan tidak dapat diubah/tidak berubah. Resistor tetap terdiri dari : Resistor karbon dan Resistor metal film. Resistor karbon adalah Resistor yang paling umum digunakan. Biasanya nilai resistansinya memiliki toleransi 5%. Jangkauan daya 1/8W, 1/4W, dan 1/2W sering digunakan. Resistor film karbon memiliki kerugian, mereka mengeluarkan noise. Resistor metal film digunakan ketika memerlukan toleransi yang lebih tinggi atau lebih akurat. Resistor ini lebih akurat nilainya dibanding dengan resistor karbon. Mereka memiliki toleransi kurang lebih 0,05%. Resistor yang memiliki toleransi
Teknik Elektronika Dasar 1% lebih dari cukup untuk digunakan. Nicrom biasanya digunakan untuk bahan dari resistor ini. Gambar 1. 2 Gambar resistor tetap 2. Resistor Variabel Gambar 1. 3 Berbagai bentuk resistor variabel Ada dua jenis resistor variabel yang sering digunakan. Pertama resistor yang nilainya mudah diatur seperti pengatur volume pada radio/tape. Sedangkan yang satunya lagi resistor setengah variabel yaitu resistor yang hanya diatur oleh teknisi dengan menggunakan obeng. Resistor setengah variabel digunakan untuk menyeimbangkan ketidaksesuaian dari resistor dan memperbaiki rangkaian. Sudut putar dari resistor sekitar 300 derajat. Variabel resistor yang mudah untuk digunakan disebut potensiometer. Sedangkan resistor variabel yang pengaturannya sulit atau pengaturannya dilakukan tidak periodik disebut trimpot. 13
Teknik Elektronika Dasar Gambar 1. 4 Simbol dari resistor variabel 3. LDR Komponen ini dapat berubah nilai resistansinya jika pada permukaannya terkena cahaya. Semakin besar cahaya mengenai permukaannya resistansinya menjadi kecil berkisar 200 Ω, sedangkan jika tidak ada cahaya nilai resistansinya membesar mencapai 2 MΩ 4. Resistor Wirewound Resistor wirewound (lilitan kawat) dibuat dari resistansi kabel logam dan karena itu mereka dapat dibuat untuk nilai yang presisi. Resistor berdaya tinggi dapat dibuat menggunakan bahan kabel yang tebal. Resistor ini tidak dapat digunakan pada frekuensi yang tinggi. Resistor ini dibuat dengan menggulung kabel dan dibungkus dengan isolator keramik. Resistor wirewound akan berprilaku lain sebagai induktor. Gambar 1. 5 Resistor keramik (kiri); resistor wirewound (kanan) 14
Teknik Elektronika Dasar Thermistor ( thermally sensitif resistor ) Nilai resistansi dari thermistor berubah bersesuaian dengan temperatur. Komponen ini umumnya digunakan sebagai sensor temperatur, Gambar 1. 6 Thermistor Ada tiga jenis Thermistor : ο‚· Negative Temperatur Coefficient Thermistor (NTC), thermistor jenis ini nilai resistansi berkurang secara berkesinambungan jika temperatur naik. ο‚· Positive Temperatur Coefficient Thermistor (PTC), thermistor jenis ini nilai resistansi naik berkesinambungan jika temperatur naik. ο‚· Critical Temperatur Resister Thermistor (CTR), thermistor jenis ini nilai resistansi menurun drastis ketika temperatur mencapai titik tertentu. Thermistor jenis ini digunakan untuk mengatur temperatur. Membaca Nilai Resistor Nilai Resistor umumnya dinyatakan oleh kode warna. Namun ada juga yang ditulis dengan kode angka. Untuk resistor SMD atau Resistor Variabel ditulis dengan kode angka. Tabel 1. 3 Kode Warna Resistor Warna Nilai Pengali Toleransi (%) Hitam 0 0 - Coklat 1 1 1 Merah 2 2 2 15
Teknik Elektronika Dasar Jingga 3 3 0,05 Kuning 4 4 Hijau 5 5 0,5 Biru 6 6 0,25 Ungu 7 7 0,1 Abu-abu 8 8 Putih 9 9 Emas - -1 5 Perak - -2 10 Polos - - 20 Nilai resistor dengan kode angka dan huruf. Contoh Soal : 5W0,1RK atau 5W0,1K Arti dari kode angka dan huruf adalah sebagai berikut : 5W artinya kemampuan daya resistor maksimum 5 watt Contoh 1 (Coklat=1),(Hitam=0),(Jingga=3) 10 x 103 = 10k ohm Toleransi(Emas) = Β±5% Contoh 2 (Coklat=4),(Ungu=7),(Hitam=0),(Merah=2) 470 x 102 = 47k ohm Toleransi(Coklat) = Β±1% Gambar 1. 7 Kode warna resistor 16
Teknik Elektronika Dasar 0,1R atau 0,1 = resistansinya 0,1 K = toleransi 10% Rangkaian Seri Yang dimaksud dengan rangkaian seri adalah apabila beberapa resistor dihubungkan secara berturut-turut, yaitu ujung akhir dari resistor pertama disambung dengan ujung awal dari resistor kedua, dan seterusnya. Jika ujung awal dari resistor pertama dan ujung akhir resistor terakhir diberikan tegangan, maka arus akan mengalir melalui semua resistor yang besarnya sama. Gambar 1. 8 Rangkaian seri dengan sumber tegangan Hubungan pada rangkaian seri : ο‚· Besar tahanan totalnya adalah RT = R1 + R2 + R3 Besar arus listriknya adalah I = IR1 = IR2 = IR3 𝐈 = 𝐄 𝐑 𝐓 ο‚· Besar tegangan listriknya adalah ER1 = I . R1 ER2 = I . R2 ER3 = I . R3 ET = ER1 + ER2 + ER3 Contoh Soal : Tiga buah hambatan (R) dan satu buah baterai 24 Volt yang memiliki hambatan dalam 1 Ξ©. I 17
Teknik Elektronika Dasar Gambar 1. 9 Rangkaian seri dengan sumber tegangan a) Tentukan : a) Kuat arus rangkaian b) Kuat arus pada R1 , R2 dan R3 c) Beda potensial antara titik A dan B d) Beda potensial antara titik B dan C e) Beda potensial antara titik C dan D f) Beda potensial antara titik A dan C g) Beda potensial antara titik B dan D h) Beda potensial antara titik A dan D i) Beda potensial antara ujung-ujung baterai j) Daya pada hambatan R1 k) Energi listrik yang diserap hambatan R1 dalam 5 menit l) Daya rangkaian m) Energi rangkaian dalam 5 menit. Pembahasan a) Kuat arus rangkaian Ξ£ E + Ξ£ I.R = 0 (-24) + I (1+2 +3 + 4) = 0 10.I= 24 24 10 Jadi I = = 2,4 A 18
Teknik Elektronika Dasar b) Kuat arus pada R1 , R2 dan R3 Kuat arus yang melewati hambatan-hambatan yang dirangkai seri adalah sama. 19 = 𝐼2 = 𝐼3 𝐼1 = I 𝐼1 = 2,4 𝐴 c) Beda potensial antara titik A dan B VAB = IAB RAB = 2,4 Γ— 2 = 4,8 Volt d) Beda potensial antara titik B dan C VBC = IBC RBC = 2, 4 Γ— 3 = 7, 2 Volt e) Beda potensial antara titik C dan D VCD = ICD RCD = 2,4 Γ— 4 = 9,6 Volt f) Beda potensial antara titik A dan C VAC = IAC RAC = 2,4 Γ— (2+3) = 12 Volt g) Beda potensial antara titik B dan D VBD = IBD RBD = 2,4 Γ— (2 + 3) = 16, 8 Volt h) Beda potensial antara titik A dan D VAD = IAD RAD = 2,4 Γ— (2 + 3 + 4) = 21, 6 Volt
Teknik Elektronika Dasar i) Beda potensial antara ujung-ujung baterai VAD = IAD RAD = 2,4 Γ— (2 + 3 + 4) = 21, 6 Volt Atau : VAD = Ξ£ E + Ξ£ IR = 24 + (βˆ’2,4) Γ— (1) = 21, 6 Volt j) Daya pada hambatan R1 𝑃1 = 𝐼1 2 . 𝑅1 = 2.42. 2=11.52 watt k) Energi listrik yang diserap hambatan R1 dalam 5 menit π‘Š1 = 𝐼1 2 . 𝑅1. 𝑑 = 2.42. 2. (5π‘₯60) = 3.456 π½π‘œπ‘’π‘™π‘’ l) Daya rangkaian π‘ƒπ‘‘π‘œπ‘‘ = πΌπ‘‘π‘œπ‘‘ 2 . π‘…π‘‘π‘œπ‘‘ = 2.42. (10) = 57.6 π‘€π‘Žπ‘‘π‘‘ m) Energi rangkaian dalam 5 menit π‘ƒπ‘‘π‘œπ‘‘ = πΌπ‘‘π‘œπ‘‘ 2 . π‘…π‘‘π‘œπ‘‘ . 𝑑 = 2.42. (10)(5π‘₯60) = 17280 π‘—π‘œπ‘’π‘™π‘’ Rangkaian Paralel Yang dimaksud rangkaian pararel jika beberapa resistor secara bersama dihubungkan antara dua titik yang dihubungkan antara tegangan yang sama. Dalam prakteknya, semua alat listrik yang ada di rumah dihubungkan secara paralel (lampu, setrika, pompa air, dll). Gambar 1. 10 Rangkaian pararel 20
Teknik Elektronika Dasar Hubungan pada rangkaian paralel : ο‚· Besar tahanan totalnya adalah RT = + + 𝟏 𝟏 𝟏 π‘ΉπŸ π‘ΉπŸ π‘ΉπŸ‘ ο‚· Besar arus listrik yang mengalir adalah I = IR1 = IR2 = IR3 = 𝑬 𝐑𝐓 𝑬 π‘πŸ 𝑬 π‘πŸ 𝑬 π‘πŸ‘ ο‚· Besar tegangan listriknya adalah E = ER1 = ER2 = ER3 E = I . RT Contoh Soal : Perhatikan gambar di bawah ini! Dari gambar tersebut diketahui: I = 9 A R1 = 5 Ξ© R2 = 2 Ξ© R3 = 3 Ξ©. Tentukan beda potensial atau tegangan (V) yang dihubungkan pada rangkaian tersebut dan hitung kuat arus yang mengalir pada masing-masing resistor! Gambar 1. 11 Rangkaian paralel Penyelesaian: Diketahui: R1 = 3 Ξ© R2 = 4 Ξ© R3 = 6 Ξ© I = 9 A Ditanya: 21
Teknik Elektronika Dasar RT =…….? V = .......? I1 = . . . ? I2 = . . . ? I3 = . . . ? Jawab : Untuk mengerjakan soal ini terlebih dahulu cari RT (hambatan total atau pengganti), yaitu: RT= + + + 𝟏 𝟏 𝟏 𝟏 π‘ΉπŸ π‘ΉπŸ π‘ΉπŸ‘ 𝑹𝒏 1/RT = 1/R1 + 1/R2 +1/ R3 1/ RT = 1/3 Ξ© + 1/4 Ξ© + 1/6 Ξ© 1/ RT = 4/12 Ξ© + 3/12 Ξ© + 2/12 Ξ© 1/ RT = 9/12 Ξ© RT = 12/9 Ξ© Besarnya tegangan ditiap hambatan yang dirangkai pararel selalu sama, oleh karena itu besarnya tegangan pada hambatan pengganti adalah: V = I.Rs V = 9 A. 12/9 Ξ© V = 12 volt Besarnya arus yang melewati tiap-tiap hambatan yang dirangkai pararel besarnya berbeda-beda, tergantung besar hambatannya. Maka, Jadi, besarnya tegangan pada rangkaian pararel tersebut adalah 12 V, sedangkan kuat arus pada masing-masing hambatan adalah 4 A, 3 A dan 2 A. 22
Teknik Elektronika Dasar Rangkaian Seri – Paralel (Campuran) Yang di maksud dengan rangkaian seri-paralel adalah gabungan dari rangkaian seri dan rangkaian paralel. Oleh karena itu, rangkaian seri-paralel biasa disebut rangkaian campuran. Gambar rangkaian: Gambar 1. 12 Rangkaian seri pararel a. Besar tahanan totalnya adalah Pertama-tama kita cari dahulu tahanan paralel R2 dan R3, R 2,3 = + 1 1 𝑅2 𝑅3 Setelah kita hitung tahanan seri R 2,3, gambar rangkaian di atas menjadi seperti di bawah ini. Gambar 1. 13 Rangkaian seri Maka tahanan totalnya adalah RT = R1 + R 2,3 + R4 b. Besar arus listriknya adalah I T = 𝐄 𝐑𝐓 Untuk arus pada cabang R2 Dan R3 adalah IR2 = I R3 = 𝐄 π‘πŸ 𝐄 π‘πŸ‘ Jumlah besarnya arus listrik tiap cabang besarnya sama dengan arus total. 23
Teknik Elektronika Dasar Dimana besarnya. IT = IR2 + IR3 c. Besar tegangan listriknya adalah ER1 = I . R1 ER 2 = ER3 = I . R Paralel 2,3 ER4 = I . R4 Dimana besar tegangan total adalah jumlah tegangan tiap-tiap tahanan. E = ER1 + ER 2,3 + ER4 SOAL Diketahui sebuah rangkaian listrik seperti gambar 1.14. Gambar 1. 14 Rangkaian seri pararel Tentukan : a) Hambatan pengganti R 1,2,3 dan RT b) Kuat arus rangkaian c) Kuat arus yang melalui R4 d) Kuat arus yang melalui R1 e) Kuat arus yang melalui R2 f) Kuat arus yang melalui R3. Pembahasan: a) Hambatan pengganti R 1,2,3 dan RT 1,2,3 R = π‘πŸ .π‘πŸ .π‘πŸ‘ ((π‘πŸ + π‘πŸ ) . π‘πŸ‘ )+(π‘πŸ .π‘πŸ ) = = 𝟐𝟎 . πŸ‘πŸŽ . πŸ”πŸŽ πŸ‘πŸ”πŸŽπŸŽπŸŽ ((𝟐𝟎+πŸ‘πŸŽ) . πŸ”πŸŽ) + (πŸ‘πŸŽ . 𝟐𝟎) πŸ‘πŸŽπŸŽπŸŽ+πŸ”πŸŽπŸŽ = πŸ‘πŸ”πŸŽπŸŽπŸŽ πŸ‘πŸ”πŸŽπŸŽ = 10 𝛀 24
Teknik Elektronika Dasar R T = R4 + R123 = 10 + 10 = 20 𝛀 b) Kuat arus rangkaian π‘…π‘‘π‘œπ‘‘ 20 𝐼 = π‘‰π‘‘π‘œπ‘‘ = 24 = 1.2𝐴 c) Kuat arus yang melalui R4 sama dengan kuat arus rangkaian I4 = I =1.2A d) Kuat arus yang melalui R1 VR1 R1 = 12 20 = 0, 6 A e) Kuat arus yang melalui R2 VR2 R2 = 12 30 = 0, 4 A f) Kuat arus yang melalui R3 VR3 R3 = 𝟏𝟐 πŸ”πŸŽ = 0, 2 A 25 3). Kapasitor Definisi Kapasitor Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik. Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya udara vakum, keramik, gelas dan lain-lain. Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan listrik, maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif terkumpul pada ujung metal yang satu lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutub negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutub positif, karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini "tersimpan" selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung
Teknik Elektronika Dasar kakinya. Di alam bebas, phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya muatan-muatan positif dan negatif di awan. Gambar 1. 17 Lambang kapasitor (yang tidak memiliki polaritas) Satuan dalam kondensator disebut Farad. Satu Farad = 9 x 1011 cmΒ² yang artinya luas permukaan kepingan tersebut menjadi 1 Farad sama dengan 106 mikroFarad (Β΅F), jadi 1 Β΅F = 9 x 105 cmΒ². Satuan-satuan sentimeter persegi (cmΒ²) jarang sekali digunakan karena kurang praktis, satuan yang banyak digunakan adalah: 1 Farad = 1.000.000 Β΅F (mikro Farad) 1 Β΅F = 1.000.000 pF (piko Farad) Gambar 1. 15 Prinsip dasar kapasitor Kondensator diidentikkan mempunyai dua kaki dan dua kutub yaitu positif dan negatif serta memiliki cairan elektrolit dan biasanya berbentuk tabung. + Gambar 1. 16 Lambang kondensator Sedangkan jenis yang satunya lagi kebanyakan nilai kapasitasnya lebih rendah, tidak mempunyai kutub positif atau negatif pada kakinya, kebanyakan berbentuk bulat pipih berwarna coklat, merah, hijau dan lainnya seperti tablet atau kancing baju yang sering disebut kapasitor (capacitor). 26
Teknik Elektronika Dasar 1 Β΅F = 1.000 nF (nano Farad) 1 nF = 1.000 pF (piko Farad) 1 pF = 1.000 ¡¡F (mikro-mikro Farad) Adapun cara memperbesar nilai kapasitor atau kondensator dengan cara menyusunnya berlapis-lapis atau dipasang secara paralel, memperluas permukaan variabel atau memakai bahan dengan daya tembus besar. Jenis-jenis Kapasitor Kapasitor terdiri dari beberapa jenis, tergantung dari bahan dielektriknya. Untuk lebih sederhana dapat dibagi menjadi 3 bagian, yaitu kapasitor electrostatic, electrolytic dan electrochemical. Berdasarkan kegunaannya kondensator kita bagi dalam dua bagian : 1. Kondensator tetap (nilai kapasitasnya tetap tidak dapat diubah) 2. Kondensator variabel (nilai kapasitasnya dapat diubah-ubah) 1. Kondensator tetap Kondensator tetap ialah suatu kondensator yang nilainya konstan dan tidak berubah-ubah. Kondensator tetap ada tiga macam bentuk yaitu sebagai berikut : ο‚· Kondensator keramik (Ceramic Capacitor) Bentuknya ada yang bulat tipis, ada yang persegi empat berwarna merah, hijau, coklat dan lain-lain. Dalam pemasangan di papan rangkaian (PCB), boleh dibolak- balik karena tidak mempunyai kaki positif dan negatif. Mempunyai kapasitas mulai dari beberapa piko Farad sampai dengan ratusan Kilopiko Farad (KpF). Dengan tegangan kerja maksimal 25 volt sampai 100 volt, tetapi ada juga yang sampai ribuan volt. 27
Teknik Elektronika Dasar Gambar 1. 18 Kondensator Keramik ο‚· Kondensator polyester Pada dasarnya sama saja dengan kondensator keramik begitu juga cara menghitung nilainya. Bentuknya persegi empat seperti permen. Biasanya mempunyai warna merah, hijau, coklat dan sebagainya. Gambar 1. 19 Kondensator Polyester ο‚· Kondensator kertas Kondensator kertas ini sering disebut juga kondensator padder. Misal pada radio dipasang seri dari spul osilator ke variabel kondensator. Nilai kapasitas yang dipakai pada sirkuit osilator. Nilai kapasitasnya ada yang tertulis langsung ada pula yang memakai kode warna. 28
Teknik Elektronika Dasar Gambar 1. 20 Kondensator kertas 2. Kondensator Variabel Kondensator variabel adalah jenis kondensator yang kapasitasnya bisa diubah- ubah. Kondensator ini dapat berubah kapasitasnya karena secara fisik mempunyai poros yang dapat diputar dengan menggunakan obeng. Gambar 1. 21 Kondensator variabel Membaca Nilai Kapasitansi Pada kapasitor yang berukuran besar, nilai kapasitansi umumnya ditulis dengan angka yang jelas. Lengkap dengan nilai tegangan maksimum dan polaritasnya. Misalnya pada kapasitor ELCO dengan jelas tertulis kapasitansinya sebesar 22uF/25v. Kapasitor yang ukuran fisiknya mungil dan kecil biasanya hanya bertuliskan 2 (dua) atau 3 (tiga) angka saja. Jika hanya ada dua angka satuannya adalah pF (pico farads). Sebagai contoh, kapasitor yang bertuliskan dua angka 47, maka kapasitansi kapasitor tersebut adalah 47 pF. 29
Teknik Elektronika Dasar Jika ada 3 digit, angka pertama dan kedua menunjukkan nilai nominal, sedangkan angka ke-3 adalah faktor pengali. Faktor pengali sesuai dengan angka nominalnya, berturut-turut 1 = 10, 2 = 100, 3 = 1.000, 4 = 10.000 dan seterusnya. Misalnya pada kapasitor keramik tertulis 104, maka kapasitansinya adalah 10 x 10.000 = 100.000pF atau = 100nF. Contoh lain misalnya tertulis 222, artinya kapasitansi kapasitor tersebut adalah 22 x 100 = 2200 pF = 2.2 nF. Tabel 1. 4 Tabel Perkalian Kondensator Kertas 30 Warna Nomor Faktor Perkalian Toleransi Voltase Maksimum Coklat 1 Γ—101 100V Merah 2 Γ—102 250V Jingga 3 Γ—103 250V Kuning 4 Γ—104 400V Hijau 5 Γ—105 400V Biru 6 630V Ungu 7 630V Abu-abu 8 630V Putih 9 Β±10% 630V Tabel 1. 5 Tabel Kode tegangan harga nominal A B C D E F G H J K M 0 1 1,25 1,6 2 2,5 3,15 4 5 6,3 8 1 10 12,5 16 20 25 31,5 40 50 63 80 2 100 125 160 200 250 315 400 500 630 800
Teknik Elektronika Dasar 3 1000 1250 1600 2000 2500 3150 4000 5000 6300 8000 Toleransi (%) 1 2 3 5 10 20 Contoh Soal : Apa arti dari kode huruf 2A103J pada kapasitor? 2A = tegangan kerja maksimal 100V = 10000pF =10nF J = toleransi 5% 4). Induktor Definisi Induktor Induktor adalah komponen yang dapat menyimpan energi magnetik. Energi ini direpresentasikan dengan adanya tegangan emf (electromotive force) jika induktor dialiri listrik. Secara matematis tegangan emf ditulis : dt E ο€½ ο€­L di Jika dibandingkan dengan rumus hukum Ohm V=RI, maka kelihatan ada kesamaan rumus. Jika R disebut resistansi dari resistor dan V adalah besar tegangan jepit jika resistor dialiri listrik sebesar I. Maka L adalah induktansi dari induktor dan E adalah tegangan yang timbul jika induktor dialiri listrik. Tegangan emf di sini adalah respon terhadap perubahan arus fungsi dari waktu terlihat dari yang yang rumus di/dt. Sedangkan bilangan negatif sesuai dengan hukum Lenz mengatakan efek induksi cenderung melawan perubahan menyebabkannya. Gambar 1. 22 Simbol induktor pada skematik rangkaian 31
Teknik Elektronika Dasar Hubungan antara emf dan arus inilah yang disebut dengan induktansi, dan satuan yang digunakan adalah Henry (H). Induktor disebut self-inducted. Arus listrik yang melewati kabel, jalur-jalur pcb dalam suatu rangkain berpotensi untuk menghasilkan medan induksi. Ini yang sering menjadi pertimbangan dalam mendesain pcb supaya bebas dari efek induktansi terutama jika multilayer. 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 : L ο€½ N i Jenis-jenis Induktor 1. solenoida Fungsi utama dari induktor di dalam suatu rangkaian adalah untuk melawan fluktuasi arus yang melewatinya. Aplikasinya pada rangkaian dc salah satunya adalah untuk menghasilkan tegangan dc yang konstan terhadap fluktuasi beban arus. Pada aplikasi rangkaian ac, salah satu gunanya adalah bisa untuk meredam perubahan fluktuasi arus yang tidak dinginkan. Akan lebih banyak lagi fungsi dari induktor yang bisa diaplikasikan pada rangkaian filter, tuner dan sebagainya. Gambar 1. 23 Solenoid 32
Teknik Elektronika Dasar Dari pemahaman fisika, elektron yang bergerak akan menimbulkan medan elektrik di sekitarnya. Berbagai bentuk kumparan, persegi empat, setegah lingkaran ataupun lingkaran penuh, jika dialiri listrik akan menghasilkan medan listrik yang berbeda. Penampang induktor biasanya berbentuk lingkaran, sehingga diketahui besar medan listrik di titik tengah lingkaran adalah : B ο€½ .0 .ni Jika dikembangkan, n adalah jumlah lilitan N relatif terhadap panjang induktor l. Secara matematis ditulis : l n ο€½ N Lalu i adalah besar arus melewati induktor tersebut. Ada simbol  yang dinamakan permeability dan 0 yang disebut permeability udara vakum. Besar permeability m tergantung dari bahan inti (core) dari induktor. Untuk induktor tanpa inti (air winding) m = 1. Jika rumus-rumus di atas di subsitusikan maka rumus induktansi induktor dapat ditulis menjadi : l . .N 2 A L ο€½ 0 Gambar 3.3 Induktor selenoida dengan inti (core) L : induktansi dalam H (Henry) 33
Teknik Elektronika Dasar  : permeability inti (core) o : permeability udara vakum o = 4 x 10-7 N : jumlah lilitan induktor A : luas penampang induktor (m2) l : panjang induktor (m) Inilah rumus untuk menghitung nilai induktansi dari sebuah induktor. Tentu saja rumus ini bisa dibolak-balik untuk menghitung jumlah lilitan induktor jika nilai induktansinya sudah ditentukan. 2. Toroid Ada satu jenis induktor yang kenal dengan nama toroid. Jika biasanya induktor berbentuk silinder memanjang, maka toroid berbentuk lingkaran. Biasanya selalu menggunakan inti besi (core) yang juga berbentuk lingkaran seperti kue donat. Gambar 1. 24 Toroida Jika jari-jari toroid adalah r, yaitu jari-jari lingkar luar dikurang jari-jari lingkar dalam. Maka panjang induktor efektif adalah kira-kira : 34
Teknik Elektronika Dasar l ο€½ 2.r Dengan demikian untuk toroida besar induktansi L adalah :  N 2 A 2r 35 L ο€½ Salah satu keuntungan induktor berbentuk toroid, memperoleh induktansi yang lebih besar dan dimensi yang relatif lebih kecil dibandingkan dengan induktor berbentuk silinder. Juga karena toroid umumnya menggunakan inti (core) yang melingkar, maka medan induksinya tertutup dan relatif tidak menginduksi komponen lain yang berdekatan di dalam satu pcb. Membaca Nilai Induktor Biasanya nilai induktor ditulis dalam kode angka dan warna misalnya 103 artinya induktansinya 10mH. Untuk induktor dengan kode warna sama dengan pembacaan pada resistor dengan satuan miliHenri. 5). Transformator Definisi Transformator Transformator berfungsi sebagai pengubah arus bolak balik (AC). Transformator terdiri dari lilitan primer dan lilitan sekunder yang kedua lilitan tersebut secara elektrik tidak berhubungan tetapi dikopel oleh medan listrik. Alat pengkopel bisa berbentuk inti besi yang berlapis-lapis maupun menggunakan inti ferit. Inti besi dibuat berlapis dimaksudkan untuk mengurangi arus edi. Lilitan primer adalah lilitan yang terhubung ke tegangan input sedangkan lilitan sekunder terhubung output. Jumlah lilitan berbanding lurus dengan tegangan sehingga Np : Ns = Vp : Vs. Sebuah Transformator tidak bisa menaikkan daya. Bahkan dia berkurang akibat adanya arus edi dan tahanan kawat sehingga efisiensinya tidak mencapai 100%. Jika kita mengganggap Transformator ideal maka daya primer = daya sekunder, sehingga Vp.Ip = Vs.Is. Pada distribusi PLN dan industri umumnya menggunakan transformator tiga fasa.
Teknik Elektronika Dasar Gambar 1. 26 Skematik transformator Non CT Jenis-jenis Transformator Berdasar fungsinya ada dua jenis transformator : 1. Step UP yaitu transformator yang berfungsi sebagai pengubah tegangan rendah menjadi tegangan tinggi. 2. Step Down yaitu transformator yang berfungsi menggubah tegangan tinggi menjadi tegangan rendah. Berdasarkan bahannya transformator dibagi dua: 1. Transformator berinti besi 2. Transformator inti ferit, transformator ini memiliki ukuran yang lebih kecil untuk daya yang sama dengan transformator inti ferit. Bedasarkan konstruksinya transformator terdiri dari : 1. Transformator Center Tap (CT) 2to1 CT Gambar 1. 25 Skematik transformator CT Transformator CT memiliki tiga pin tegangan keluaran : plus (+), minus (-), dan ground (0) 2. Transformator Non Center Tap (NCT) 1to 2 36
Teknik Elektronika Dasar Transformator ini hanya memiliki dua pin tegangan keluaran yaitu 0 dan Plus (+). 3. Transformator 3 Fasa Transformator ini digunakan untuk keperluan tegangan tiga fasa seperti penurun dan penaik tegangan pada jalur distribusi. Transformator ini ada yang hubung bintang maupun delta atau kombinasi. Efisiensi Transformator Transformator yang ada di pasaran tidak ideal yaitu tidak memiliki efisiensi 100%. Efisiensi yang dimaksud adalah prosentase perbandingan daya sekunder terhadap daya primer. Pin 37  ο€½ Pout x100% Membaca Nilai Transformator Di pasaran transformator dinyatakan dalam besaran Amper. Misalkan transformator 1A memiliki tegangan primer 220/110V dengan sekunder 12V. Artinya transformator tersebut memiliki kemampuan menghasilkan arus maksimum 1A pada tegangan 12V. Dengan demikian daya maksimum adalah 12 Watt. 6). Dioda Definisi Dioda Dioda memiliki fungsi yang unik yaitu hanya dapat mengalirkan arus satu arah saja. Struktur dioda tidak lain adalah sambungan semikonduktor P dan N. Satu sisi adalah semikonduktor dengan tipe P dan satu sisinya yang lain adalah tipe N. Dengan struktur demikian arus hanya akan dapat mengalir dari sisi P menuju sisi N.
Teknik Elektronika Dasar Gambar 1. 27 Struktur dioda Gambar di atas menunjukkan sambungan PN dengan sedikit porsi kecil yang disebut lapisan deplesi (depletion layer), dimana terdapat keseimbangan hole dan elektron. Seperti yang sudah diketahui, pada sisi P banyak terbentuk hole- hole yang siap menerima elektron sedangkan di sisi N banyak terdapat elektron- elektron yang siap untuk bebas merdeka. Lalu jika diberi bias positif, dengan arti kata memberi tegangan potensial sisi P lebih besar dari sisi N, maka elektron dari sisi N dengan serta merta akan tergerak untuk mengisi hole di sisi P. Tentu kalau elektron mengisi hole disisi P, maka akan terbentuk hole pada sisi N karena ditinggal elektron. Ini disebut aliran hole dari P menuju N, Kalau mengunakan terminologi arus listrik, maka dikatakan terjadi aliran listrik dari sisi P ke sisi N. Gambar 1. 28 Rangkaian bias maju Sebalikya apakah yang terjadi jika polaritas tegangan dibalik yaitu dengan memberikan bias negatif (reverse bias). Dalam hal ini, sisi N mendapat polaritas tegangan lebih besar dari sisi P. 38
Teknik Elektronika Dasar Gambar 1. 29 Rangkaian bias mundur Tentu jawabanya adalah tidak akan terjadi perpindahan elektron atau aliran hole dari P ke N maupun sebaliknya. Karena baik hole dan elektron masing-masing tertarik ke arah kutub berlawanan. Bahkan lapisan deplesi (depletion layer) semakin besar dan menghalangi terjadinya arus. Demikianlah penjelasan bagaimana dioda hanya dapat mengalirkan arus satu arah saja. Dengan tegangan bias maju yang kecil saja dioda sudah menjadi konduktor. Tidak serta merta di atas 0 volt, tetapi memang tegangan beberapa volt di atas nol baru bisa terjadi konduksi. Ini disebabkan karena adanya dinding deplesi (deplesion layer). Untuk dioda yang terbuat dari bahan Silikon tegangan konduksi adalah di atas 0.7 volt. Kira-kira 0.2 volt batas minimum untuk dioda yang terbuat dari bahan Germanium. Gambar 1. 30 Grafik hubungan tegangan bias dan arus dioda 39
Teknik Elektronika Dasar Sebaliknya untuk bias negatif dioda tidak dapat mengalirkan arus, namun memang ada batasnya. Sampai beberapa puluh bahkan ratusan volt baru terjadi breakdown, dimana dioda tidak lagi dapat menahan aliran elektron yang terbentuk di lapisan deplesi. Tegangan di mana arus mulai bertambah secara cepat disebut tegangan lutut (knee) atau offset. Untuk dioda silikon, tegangan ini sama dengan potensial barier, sekitar 0,7 V. (Dioda germanium mempunyai tegangan ofset 0,3 V). Tegangan di mana arus mulai bertambah secara cepat disebut tegangan lutut (knee) atau offset. Untuk dioda silikon, tegangan ini sama dengan potensial barier, sekitar 0,7 V. Pendekatan dioda 1. Dioda Ideal + _ Forwad Bias Reverse Bias 40 Gambar 1. 31 Dioda ideal Marilah kita dekati karakteristik dioda. Apa yang dilakukan oleh dioda? la konduk dengan baik dalam arah forward dan buruk dalam arah reverse. Jika diambil inti sarinya, inilah yang kita peroleh: Suatu dioda ideal berlaku sebagai konduktor yang sempurna (bertegangan nol) bila diberi forward bias dan berlaku sebagai isolator yang sempurna (berarus nol) bila diberi reverse bias. Dalam istilah rangkaian, dioda ideal berlaku seperti saklar (switch). 2. Pendekatan Kedua Kita membutuhkan tegangan offset sekitar 0,7 V sebelum dioda silikon konduk dengan baik. Bila tegangan sumber besar, 0,7 V ini tidak menjadi persoalan. Tetapi bila tegangan sumber tidak besar, kita harus memperhitungkan adanya tegangan lutut tersebut.
Teknik Elektronika Dasar 3. Pendekatan Ketiga Pada pendekatan ketiga dari dioda, kita perhitungkan tahanan bulk RB. Seperti yang lalu, dioda konduk pada 0,7V VF = 0,7V + IFRB Tahanan DC Dari Dioda Jika kalian menghitung perbandingan dari tegangan total dioda terhadap arus total dioda, kalian akan memperoleh tahanan dc dioda tersebut. Dalam arah forward tahanan dc ini diberi simbol RF ; dalam arah reverse diberi simbol RR . Tahanan forward Karena dioda adalah tahanan yang nonlinier, maka tahanan dc-nya bervariasi dengan arus yang melaluinya. Sebagai contoh, ini adalah beberapa pasang arus dan tegangan forward untuk tipe 1N914 : 10 mA pada 0,65 V, 30 mA pada 0,75 V, dan 50 mA pada 0,85 V. Pada titik pertama tahanan dc-nya adalah 65, 25 dan 17 ohm. Perhatikan bahwa tahanan dc berkurang bila arus naik. Dalam setiap hal, tahanan forward adalah kecil. Tahanan Reverse Secara sama, ini adalah dua pasang arus dan tegangan reverse untuk 1N914; 25 nA pada 20V ; 5 PA pada 75 V. Pada titik pertama, tahanan dc-nya adalah 800M Ohm dan Pada titik kedua, 15 MegaOhm. Perhatikanlah bahwa tahanan dc berkurang bila kita mendekati tegangan breakdown (75 V). Walaupun demikian, tahanan reverse dioda tetap tinggi, masih dalam ukuran MegaOhm. 41
Teknik Elektronika Dasar Jenis-jenis Dioda 1. Dioda penyearah Dioda jenis ini berfungsi menyearahkan tegangan AC menjadi tegangan DC. Gambar 1.32 memperlihatkan rangkaian dioda sebagai penyearah setengah gelombang. Gambar 1.34 dan 1.35 secara berturut-turut memperlihatkan rangkaian penyearah gelombang penuh dengan transformator Non CT dan CT. Gambar 1.36 memperlihatkan rangkaian dioda penyearah sebagai pemotong gelombang sinusoidal. Gambar 1.37 dan 1.38 memperlihatkan rangkaian dioda penyearah sebagai pelipat ganda dan pengali tiga tegangan input. Gambar 1.39 merupakan dioda penyearah sebagai penggeser gelombang. Dan gambar 3.40 merupakan dioda penyearah sebagai pembatas tegangan. Gambar 1. 32 Dioda sebagai penyearah Β½ gelombang 0.318Vp Vp Gambar 1. 33 Dioda sebagai penyearah gelombang penuh dengan Gambar 1. 34 Penyearah gelombang penuh non CT + - Vs 100V T1 10TO 1 D1 R1 D4 D2 + - Vs 100V T1 10TO1 transformator tanpa CT D1 D3 R1 42
Teknik Elektronika Dasar Gambar 1. 35 Penyearah gelombang penuh CT 0,7V T1 10TO 1CT + - Vs 100V Dioda sebagai penyearah gelombang penuh dengan Transformator CT D1 R1 D2 D1 DIODE R3 1k R1 1k - + Vs1 10V C2 + Gambar 1. 37 Dioda sebagai pelipat ganda tegangan D2 D1 Gambar 1. 36 Dioda sebagai pemotong C1 + + - Vs1 43
Teknik Elektronika Dasar Gambar 1. 40 Dioda sebagai limiter 2. Dioda Zener Dioda Zener bekerja di daerah breakdown. Dioda ini merupakan tulang punggung dari pengatur tegangan, yaitu rangkaian yang menjaga tegangan beban tetap. Gambar 1. 41 Simbol dioda zener D3 DIODE + C3 1uF + C1 D2 D1 + - Vs1 - Vs1 C2 + Gambar 1. 38 Dioda sebagai pelipat tiga tegangan C1 + D2 R2 Gambar 1. 39 Dioda sebagai rangkaian penggeser/clemper R1 + - Vs1 D2 R2 44
Teknik Elektronika Dasar Grafik Arus dan Tegangan vz V Iz Izm I Gambar 1. 42 Grafik arus dan tegangan Batas Kemampuan Maksimum Penyerapan daya pada dioda zener sama dengan hasil kali tegangan dan arusnya. Pz = Vz Iz Dioda zener yang dibeli dipasaran mempunyai batas kemampuan ΒΌ W sampai 50 W. Gambar 1. 43 Grafik arus dan tegangan rangkaian dioda zener Contoh Soal : Dioda zener mempunyai Vz = 10V. Gunakan pendekatan zener ideal untuk menghitung arus arus zener minimum dan maksimum jika Vs = 20-40V dan Rs = 820Ω. Jika rangkaian tersebut belum di pasang beban RL? RL Rs + Vs D1 ZENER 45
Teknik Elektronika Dasar Is ο€½ Vs ο€­10 RS 820 Iz min ο€½ 20 ο€­10 ο€½12,2mA 820 Iz max ο€½ 40 ο€­10 ο€½ 36,6mA Tegangan theveninnya adalah .Vs RL ο€½ RS RL Vth ο€½ Arus seri adalah Is ο€½ Vs ο€­Vs Rs Arus zener adalah Is =Iz +IL 3. Dioda Pemancar Cahaya /Light Emiting Diode (LED) Dioda pemancar cahaya atau lebih dikenal dengan sebutan LED (light-emitting diode) adalah suatu semikonduktor yang memancarkan cahaya monokromatik yang tidak koheren ketika diberi tegangan maju. Gejala ini termasuk bentuk elektroluminesensi. Warna yang dihasilkan bergantung pada bahan semikonduktor yang dipakai, dan bisa juga dekat ultraviolet, cahaya tampak, atau inframerah. 4. Dioda Varaktor Varaktor disebut juga kapasitansi diatur tegangan, varicap, epicap dan dioda tertala. Banyak digunakan pada pesawat televisi, penerima FM, dan peralatan komunikasi lainnya. 46
Teknik Elektronika Dasar Lembar data mencantumkan kapasitansi acuan pada –4V dan mencantumkan jangkauan penanaan dan tegangan misal jangkauan penalaan 3:1 untuk tegangan –4 sampai –60V 7). Transistor Definisi Transistor Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, pemotong (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, dimana diatur berdasarkan arus inputnya Bipolar Junction Transistor (BJT) atau tegangan inputnya Field Effect Transistor (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya. Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal. Tegangan atau arus yang dipasang di satu terminalnya yang mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2 terminal lainnya. Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia elektronika modern. Dalam rangkaian analog, transistor digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil, dan penguat sinyal radio. Dalam rangkaian-rangkaian digital, transistor digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate, memori, dan komponen-komponen lainnya. Dari banyak tipe-tipe transistor modern, pada awalnya ada dua tipe dasar transistor, Bipolar Junction Transistor (BJT atau transistor bipolar) dan Field- Effect Transistor (FET), yang masing-masing bekerja secara berbeda. Transistor bipolar dinamakan demikian karena kanal konduksi utamanya menggunakan dua polaritas pembawa muatan: elektron dan lubang, untuk membawa arus listrik. Dalam BJT, arus listrik utama harus melewati satu daerah/lapisan pembatas dinamakan depletion zone, dan ketebalan lapisan ini 47
Teknik Elektronika Dasar dapat diatur dengan kecepatan tinggi dengan tujuan untuk mengatur aliran arus utama tersebut. FET (juga dinamakan transistor unipolar) hanya menggunakan satu jenis pembawa muatan (elektron atau hole, tergantung dari tipe FET). Dalam FET, arus listrik utama mengalir dalam satu kanal konduksi sempit dengan depletion zone di kedua sisinya (dibandingkan dengan transistor bipolar dimana daerah Basis memotong arah arus listrik utama). Dan ketebalan dari daerah perbatasan ini dapat dirubah dengan perubahan tegangan yang diberikan, untuk mengubah ketebalan kanal konduksi tersebut. Lihat artikel untuk masing-masing tipe untuk penjelasan yang lebih lanjut. BJT (Bipolar Junction Transistor) adalah salah satu dari dua jenis transistor. Cara kerja BJT dapat dibayangkan sebagai dua dioda yang terminal positif atau negatifnya berdempet, sehingga ada tiga terminal. Ketiga terminal tersebut adalah emiter (E), kolektor (C), dan basis (B). Perubahan arus listrik dalam jumlah kecil pada terminal basis dapat menghasilkan perubahan arus listrik dalam jumlah besar pada terminal kolektor. Prinsip inilah yang mendasari penggunaan transistor sebagai penguat elektronik. Rasio antara arus pada kolektor dengan arus pada basis biasanya dilambangkan dengan Ξ² atau hFE. Ξ² biasanya berkisar sekitar 100 untuk transistor-transisor BJT. 48
Teknik Elektronika Dasar Gambar 1. 44 Mengukur resistansi transistor BJT (1) Indikasi transistor: Sebuah transistor diberi indikasi/nama seperti misalnya 2S 0. . . , sedangkan IS berarti sebuah dioda. Metoda indikasi ditunjukkan pada Gbr. Huruf A, B, C dan D diikuti 2S memperlihatkan karakteristik transistor, maka sangat penting diketahui. Gambar 1. 45 Indikator transistor 49
Teknik Elektronika Dasar (2) Karakteristik transistor: Pada karakteristik transistor sebuah huruf yang menyatakan frekuensi yang digunakan dan tipe dari junction (hubungan) adalah sangat penting, bersama batas maksimum, penguatan arus (hFF atau hfe), juga frekuensi cut off (patah) transistor. Semuanya diperlihatkan pada daftar karakteristik. Karakteristik tersebut berubah pada pemakaian frekuensi yang melebihi fab (j,.). Bila transistor diganti dengan tipe yang sama maka tidak timbul masalah, tetapi bila diganti dengan tipe yang berbeda tidak akan bekerja bahkan mungkin menjadi rusak. Gambar 1. 46 Bentuk transistor Gambar 1. 47 Berbagai macam transistor Arus bias Ada tiga konfigurasi yang umum untuk merangkai transistor, yaitu rangkaian Common Emitter (CE), Common Collector (CC) dan Common Base (CB). Namun saat ini akan lebih detail dijelaskan konfigurasi transistor rangkaian CE. Dengan menganalisa rangkaian CE akan dapat diketahui beberapa parameter penting dan 50
Teknik Elektronika Dasar berguna terutama untuk memilih transistor yang tepat untuk aplikasi tertentu. Tentu untuk aplikasi pengolahan sinyal frekuensi audio semestinya tidak menggunakan transistor power, misalnya. Arus Emiter Dari hukum Kirchhoff diketahui bahwa jumlah arus yang masuk ke satu titik akan sama jumlahnya dengan arus yang keluar. Jika hukum tersebut diaplikasikan pada transistor, maka hukum itu menjelaskan hubungan : IE = IC + IB Gambar 1. 48 Arus emitor Persamanaan (1) tersebut mengatakan arus emiter IE adalah jumlah dari arus kolektor IC dengan arus base IB. Karena arus IB sangat kecil sekali atau disebutkan IB << IC, maka dapat di nyatakan : IE = IC Alpha () Pada tabel data transistor (databook) sering dijumpai spesifikasi dc (alpha dc) yang tidak lain adalah : dc = IC/IE Defenisinya adalah perbandingan arus kolektor terhadap arus emitor. 51
Teknik Elektronika Dasar Karena besar arus kolektor umumnya hampir sama dengan besar arus emiter maka idealnya besaradc adalah = 1 (satu). Namun umumnya transistor yang ada memilikiadc kurang lebih antara 0.95 sampai 0.99. Beta () Beta didefenisikan sebagai besar perbandingan antara arus kolektor dengan arus base.  = IC/IB Dengan kata lain,  adalah parameter yang menunjukkan kemampuan penguatan arus (current gain) dari suatu transistor. Parameter ini ada tertera di databook transistor dan sangat membantu para perancang rangkaian elektronika dalam merencanakan rangkaiannya. Misalnya jika suatu transistor diketahui besar =250 dan diinginkan arus kolektor sebesar 10 mA, maka berapakah arus bias base yang diperlukan. Tentu jawabannya sangat mudah yaitu : IB = IC/b = 10mA/250 = 40 uA Arus yang terjadi pada kolektor transistor yang memiliki  = 200 jika diberi arus bias base sebesar 0.1mA adalah : IC = .IB = 200 x 0.1mA = 20 mA Dari rumusan ini lebih terlihat defenisi penguatan arus transistor, yaitu sekali lagi, arus base yang kecil menjadi arus kolektor yang lebih besar. Jenis-jenis Transistor Secara umum, transistor dapat dibeda-bedakan berdasarkan banyak kategori: 52
Teknik Elektronika Dasar ο‚· Materi semikonduktor: germanium, silikon, gallium arsenide. ο‚· Kemasan fisik: through hole metal, through hole plastic, surface mount, ic, dan lain-lain. ο‚· Tipe: UJT, BJT, JFET, IGFET (MOSFET), IGBT, HBT, MISFET, VMOSFET, serta pengembangan dari transistor yaitu Integrated Circuit (IC) dan lain-lain. ο‚· Polaritas: NPN atau N-channel, PNP atau P-channel. ο‚· Maximum kapasitas daya: low power, medium power, high power. ο‚· Maximum frekuensi kerja: low, medium, atau high frequency, rftransistor, microwave, dan lain-lain. ο‚· Aplikasi: amplifier, saklar, general purpose, audio, tegangan tinggi, dan lain-lain. Gambar 1. 49 Simbol Jenis-jenis transistor 8). Piranti Optik Definisi Piranti Optik Opto electronic adalah device atau komponen elektronik yang bersinggungan dengan besaran fisik cahaya. Beberapa komponen yang termasuk piranti optik adalah photodiode, photo transistor, optocoupler, LDR, LED, infra merah, ultraviolet dan laser. NPN NPN1 NJFET NIGBT NEMOS NDMOS PNP PNP1 PJFET PIGBT PEMOS PDMOS Transistor Darlington JFET IGBT D MOSFET E MOSFET 53
Teknik Elektronika Dasar Jenis-jenis Piranti Optik 1. Photodioda Photodioda merupakan komponen elektronik dari jenis detektor cahaya. Dioda ini merupakan pertemuan antara P-N yang dirancang untuk menanggapi input cahaya. Photodioda memiliki jendela atau sambungan serat optik. Bagian ini merupakan bagian yang peka pada komponen. Photodioda dapat digunakan pada bias nol dan bias mundur. Pada bias nol cahaya yang jatuh pada dioda menyebabkan adanya tegangan pada komponen itu, yang didahului oleh arus pada arah maju. Ini disebut efek photovoltaic dan sebagai dasar solar cell. Pada kenyataannya solar cell hanya memiliki photodioda dalam jumlah yang besar dan lebar. Ketika dibias mundur dioda biasanya memiliki tahanan yang sangat tinggi Tahanan ini berkurang ketika cahaya jatuh pada pertemuan. Dioda yang dibias mundur dapat digunakan sebagai detektor dengan melihat arus yang melewatinya. Gambar 1. 50 Simbol photodioda Gambar 1. 51 Model rangkaian pin photodioda I 54 K D A R
Teknik Elektronika Dasar Model sederhana photodioda adalah hanya memiliki dioda yang diparalel dengan sumber arus seperti ditunjukkan pada gambar 1.51. Besarnya arus listrik sesuai dengan fluksi cahaya yang diterima oleh photodioda. Polaritas arus photo ini dari katoda ke anoda. Arus Photo akan menyebabkan anoda lebih positif daripada katoda sebagian arus photo akan mengalir kembali melalui photodioda dan sebagian lagi akan mengalir melalui R beban. Jika tahanan beban terbuka atau terlalu tinggi, mak arus photo mengalir paling banyak ke arah maju melalui dioda. Pada operasi bias nol yang disebut sebagai photovoltaic menyebabkan photodioda kenyataannya menghasilkan tegangan pada beban. Operasi photodioda dapat linear atau logaritmik tergantung beban. Jika beban resistansinya sangat tinggi maka akan logaritmik. Jika beban mendekati nol maka tegangannya lenear. Tegangan maksimum agar dapat beroperasi linear adalah pada 100mV. Sedangkan jika R beban diperbesar lagi akan menghasilkan sensitivitas yang lebih besar atau tegangannya menjadi lebih besar. Walaupun kurang begitu linear. 55 2. Phototransistor Phototransistor pada dasarnya tidak jauh berbeda dengan transistor bipolar biasa cuma dikemas dengan kemasan tembus pandang menjangkau area dioda basis-kolektor. Phototransistor sehingga cahaya bekerja seperti photodioda tetapi dengan penguatan yang lebih peka terhadap cahaya, karena elektron-elektron yang diterima melalui basis-kolektor dikuatkan oleh fungsi transistor. Penggunaan. P-N photodioda digunakan dalam aplikasi yang sama seperti photokonduktor. Pemakaian dioda ini sebagai pengukur cahaya kamera, jam radio (ketika gelap akan menyala), penerangan jalan raya biasanya menggunakan photokonduktor daripada photodioda, walaupun pada prinsipnya yang lain pun dapat digunakan.
Teknik Elektronika Dasar Penerima remote kontrol VCD dan TV sering menggunakan photodioda. Photodioda sering digunakan untuk pengukuran akurat intensitas penerangan pada bidang sain dan industri. Photodioda tidak digunakan untuk mengukur intensitas cahaya yang sangat rendah tetapi menggunakan tabung photomultiplier. (a) (b) Gambar 1. 52 (a) Simbol phototransistor; (b) Ekivalen Gambar 1. 53 Simbol phototransistor 56
Teknik Elektronika Dasar Gambar 1. 54 Aplikasi phototransistor untuk menyalakan lampu Pada saat gelap tidak ada arus yang mengalir melalui phototransistor sehingga basis dari transistor Q2 tidak dibias, maka Q2 off dan lampu led tidak menyala. Sedangkan pada saat terang ada arus dari kolektor ke emitor phototransistor mengakibatkan ada arus basis Q2 yang diperkuat dengan adanya dc menghasilkan IC dan menyalakan LED. Rangkaian di atas dapat digunakan untuk menguji remote control infra merah. 3. Photomultiplier Photomultiplier adalah detektor yang sangat peka untuk semua cahaya baik ultraviolet, cahaya tampak maupun infrared. Mereka sejenis hampa yang mana photon-photon menghasilkan elektron dalam photokatoda. Konsekuensinya efek photolistrik dan elektron-elektron ini berulang-ulang dikuatkan oleh multiplikasi pada permukaan dynode. Sebuah sinyal dihasilkan pada komponen anoda. Penguatan dapat mencapai 100 juta berarti dapat mengukur pulsa yang diperoleh dari sebuah photon. Gabungan penguatan yang tinggi, noise yang rendah, tanggapan frekuensi yang tinggi dan area yang luas berarti bahwa peralatan ini masih banyak ditemui pada aplikasi dalam partikel, astronomi dan medis. 57
Teknik Elektronika Dasar 3. Infrared Radiasi Infrared (IR) adalah radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang yang lebih besar dari cahaya tampak. Tetapi lebih pendek dari radiasi microwave. Arti nama infrared adalah frekuensinya di bawah cahaya merah (cahaya tampak) dan panjang gelombangnya lebih tinggi antara 700nm sampai 1nm. Infrared biasanya dibagi-bagi lagi menjadi beberapa bagian : 1. IR-dekat (NIR, dengan panjang gelombang 0,7-0,5 m) 2. IR-menengah (MIR, dengan panjang gelombang 5-30m) 3. IR-jauh (FIR), 30-1000m Bagaimanapun juga pembagian ini tidaklah tepat. Radiasi infrared menimbulkan panas. Konsentrasi dan radiasi yang lebih besar terletak pada IR menengah. Penggunaan Infrared. Infrared digunakan untuk melihat benda di malam hari ketika tidak ada cahaya tampak. Biasanya banyak digunakan pada remote kontrol televisi transmisi data IR, modulasi data. Komunikasi serat optik pun didasarkan pada prinsip kerja Infrared. 10k 1k2 VCC 0 0 Gambar 1. 55 Transmiter dan receiver infrared Cara kerja rangkaian : 2,2M 1k 22k Rx IR 0 0 10n BC548 BC548 15V Tx IR 58
Teknik Elektronika Dasar Dioda pemancar infrared bekerja sesuai dengan sinyal input yang diberikan dari sumber sinyal. Dioda menyala pada saat pulsa high. Penerima dioda infrared bekerja pada mode bias mundur. Pada saat ada sinyal atau transmitter Infrared TxIR menyala maka tahanan dioda penerima berkurang dan konduksi. Pada anoda penerima sinyalnya menjadi kebalikan. Sinyal tersebut di kopel oleh kapasitor dan dikuatkan meggunakan transistor yang dibias sendiri atau bias umpan balik. Transistor bekerja sebagai penguat inverting yang menghasilkan outputnya berbeda fase 180o dengan demikian secara keseluruhan outputnya sefasa dengan input pengirim. 4. Photoresistor Photoresistor adalah komponen elektronik yang mana hambatannya menurun dengan peningkatan intensitas cahaya yang datang. Photoresistor disebut juga Light Dependent Resistor (LDR) artinya resistor yang nilai resistansinya tergantung pada intensitas penerangan atau disebut juga photokonduktor yang mana akan konduksi jika ada cahaya. Photoresistor terbuat dari semikonduktor dengan hamabatan yang tinggi. Jika cahaya jatuh pada permukaan komponen ini pada frekuensi yang cukup tinggi, poton diserap oleh semikonduktor dan memberikan lintasan elektron energi yang cukup untuk loncat ke pita konduksi. Menghasilkan elektron bebas dan mengalirkan listrik sehingga adanya tahanan yang rendah. Penggunaan. Photoresistor terbuat dari berbagai jenis yang berbeda. Cadmium Sulfide (CdS) salah satunya digunakan untuk ukuran cahaya kamera, alarm keamanan, pengaturan penerangan lalu lintas. Untuk jarak yang jauh infrared lebih memungkinkan dan digunakan untuk astronimi, spektroskop. 59
Teknik Elektronika Dasar Gambar 1. 56 Simbol LDR Pemasangan LDR hanya ada dua cara pada rangkaian pembagi tegangan, LDR berada di atas atau di bawah: Gambar 8.8. Rangkaian sensor untuk LDR Contoh Soal : Misalkan untuk gambar yang kanan pada kondisi gelap LDR memiliki resitansi 1M dan pada kondisi terang 100  sedangkan R = 10k. Berapa tegangan output pada dua kondisi tersebut? Penyelesaian : ο‚΄15  15V 1k 1M 1M Vo ο€½ ο‚΄15 ο€½ 0,1 0V 10k 100 100 Vo ο€½ 60
Teknik Elektronika Dasar Kalian harus mengamati prilaku dari kedua rangkaian di atas. Kalian juga akan menemukan keluaran bagaimana memilih nilai yang peka untuk resistor tetap pada rangkaian pembagi tegangan. Ingat rumus perhitungan pembagi tegangan pada Vout. in atas bawah R atas out ο‚΄ V R  R V ο€½ Apa yang akan terjadi jika R atas >>R bawah dan apa pula yang akan terjadi jika R atas << R bawah Gambar 1. 57 Bentuk fisik LDR 5. LASER Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (LASER) artinya radiasi atau pancaran cahaya yang di kuatkan oleh rangsangan emisi. Ini adalah komponen yang menggunakan efek mekanika kuantum. Rangsangan emisi untuk mengasilkan berkas cahaya yang koheren dan monokrom. Penggunaan LASER. LASER umumnya digunakan untuk optik CD, keperluan medis dan militer. 6. Light Emitting Diode (LED) Sebuah LED adalah sejenis dioda semikonduktor istimewa. Seperti sebuah dioda normal, dia terdiri dari sebuah chip bahan semikonduktor yang diisi penuh, atau di-dop, dengan ketidakmurnian untuk menciptakan sebuah struktur yang disebut P-N junction. Pembawa muatan elektron dan lubang mengalir ke junction dari 61
Teknik Elektronika Dasar (a) (b) (c) (d) Gambar 1. 58 a. LED; b. LED seven segment; c. konstruksi segmen; d. rangkaian LED Contoh Soal: pada gambar d tentukan R1 agar lampu led menyala dengan aman dengan arus 10mA 10mA R1ο€½ 10V ο€­ 2V ο€½ 800 7. Photocell Photocell merupakan komponen optoelektronik yang termasuk pada photovoltaic. Dimana pada saat siang hari dapat menghasilkan tegangan sebesar 0,5 Volt. Sifat- sipat photocell adalah sebagai berikut : elektroda dengan voltase berbeda. Ketika elektron bertemu dengan lubang, dia jatuh ke level energi yang lebih rendah, dan melepas energi dalam bentuk photon. V1 10V +V D1 LED1 R1 62
Teknik Elektronika Dasar 1. Merupakan transducer aktif yang dapat menghasilkan suatu sumber energi tanpa memerlukan catu daya. 2. Tegangan output open circuit memiliki tanggapan logaritma negatif, sedangkan arus short circuit yang dihasilkan memiliki tanggapan linear terhadap perubahan intensitas cahaya. Cara kerja photocell adalah sebagai berikut : Cahaya adalah gelombang elektromagnetik dengan frekuensi yang sangat tinggi. Tenaga yang dibawa oleh suatu gelombang elektromagnetik selalu dibawa didalam satuan satuan yang besarnya sebanding dengan frekuensi gelombang itu. Satuan tenaga itu disebut foton. Jika cahaya datang mengenai permukaan konduktor logam maka ada pembebasan elektron dari permukaan suatu konduktor. Ini dapat dipahami secara kualitatif adas dasar bahwa elektron yang ada dekat permukaan dan bahwa beberapa dari elektron itu memperoleh cukup tenaga untuk mengatasi perintangan tenaga potensial pada permukaan itu dan lepas dari bahan itu masuk ke ruang bebas. Pada emisi termionik elektron dari logam, tenaga diperlukan oleh sebuah elektron untuk lepas dari permukaan logam. Elektron dapat juga memperoleh cukup tenaga untuk lepas dari logam walaupun pada suhu rendah, jika logam disinari oleh cahaya yang panjang gelombangnya cukup pendek. Fenomena ini disebut efek foto listrik. Jadi apabila foton bertumbukan dengan sebuah elektron didalam permukaan logam ia dapat memindahkan tenaganya kepada elektron itu. Elektron itu akan tereksitasi keluar menjadi arus listrik. 8. Optocoupler Optocoupler terdiri dari sebuah LED sebagai input yang dibias maju agar dapat memancarkan cahaya. Sebuah photodioda sebagai penerima sinyal input . Ada juga photodioda dari phototransistotor, photodarlington dan photoSCR. Keuntungan dari optocoupler adalah memiliki isolasi yang tinggi sehingga inputnya terhindari dari kerusakan kelebihan beban. Dapat mengendalikan daya 63
Teknik Elektronika Dasar Gambar 1. 59 Diagram optocoupler 9). Thyristor Definisi Thyristor Thyristor berakar kata dari bahasa Yunani yang berarti β€˜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 PUT (programmable uni-junction transistor), UJT (uni-junction transistor ), GTO (gate turn off switch), photo SCR dan sebagainya. Namun pada kesempatan ini, yang akan kemukakan adalah komponen-komponen thyristor yang dikenal dengan sebutan SCR (silicon controlled rectifier), TRIAC dan DIAC. Struktur Thyristor Ciri-ciri utama dari sebuah thyristor adalah komponen yang terbuat dari bahan semikonduktor silikon. Walaupun bahannya sama, tetapi struktur P-N junction yang dimilikinya lebih kompleks dibanding transistor bipolar atau MOS. yang besar dengan kontrol TTL atau mikrokontroler. Rangkaian opto coupler dikemas dalam bentuk IC misalnya MOC1006 terdiri dari LED dan Phototransistor. U1 U2 MOC1006 H11AV3 2 6 4 1 5 64
Teknik Elektronika Dasar Komponen thyristor lebih digunakan sebagai saklar (switch) ketimbang sebagai penguat arus atau tegangan seperti halnya transistor. Gambar 1. 60 Struktur thyristor Struktur dasar thyristor adalah struktur 4 layer PNPN seperti yang ditunjukkan pada gambar-1a. Jika dipilah, struktur ini dapat dilihat sebagai dua buah struktur junction PNP dan NPN yang tersambung di tengah seperti pada gambar 1.61b. Ini tidak lain adalah dua buah transistor PNP dan NPN yang tersambung pada masing-masing kolektor dan base. Jika divisualisasikan sebagai transistor Q1 dan Q2, maka struktur thyristor ini dapat diperlihatkan seperti pada gambar 1.62 berikut ini. Gambar 1. 61 Visualisasi thyristor dengan transistor 65
Teknik Elektronika Dasar Terlihat di sini kolektor transistor Q1 tersambung pada base transistor Q2 dan sebaliknya kolektor transistor Q2 tersambung pada base transistor Q1. Rangkaian transistor yang demikian menunjukkan adanya loop penguatan arus di bagian tengah. Dimana diketahui bahwa Ic = Ib, Ib yaitu arus kolektor adalah penguatan dari arus basis. Jika misalnya ada arus sebesar Ib yang mengalir pada base transistor Q2, maka akan ada arus Ic yang mengalir pada kolektor Q2. Arus kolektor ini merupakan arus basis Ib pada transistor Q1, sehingga akan muncul penguatan pada pada arus kolektor transistor Q1. Arus kolektor transistor Q1 tdak lain adalah arus base bagi transistor Q2. Demikian seterusnya sehingga makin lama sambungan PN dari thyristor ini di bagian tengah akan mengecil dan hilang sehingga yang tertinggal hanyalah lapisan P dan N dibagian luar. Jika keadaan ini tercapai, maka struktur yang demikian todak lain adalah struktur dioda PN (anoda-katoda) yang sudah dikenal. Pada saat yang demikian, disebut bahwa thyristor dalam keadaan ON dan dapat mengalirkan arus dari anoda menuju katoda seperti layaknya sebuah dioda. Gambar 1. 62 Thyristor diberi tegangan Bagaimana kalau pada thyristor ini kita beri beban lampu dc dan diberi suplai tegangan dari nol sampai tegangan tertentu seperti pada gambar 1.63. Apa yang 66
Teknik Elektronika Dasar terjadi pada lampu ketika tegangan dinaikkan dari nol. Ya betul, tentu saja lampu akan tetap padam karena lapisan N-P yang ada ditengah akan mendapatkan reverse-bias (teori dioda). Pada saat ini disebut thyristor dalam keadaan OFF karena tidak ada arus yang bisa mengalir atau sangat kecil sekali. Arus tidak dapat mengalir sampai pada suatu tegangan reverse-bias tertentu yang menyebabkan sambungan NP ini jenuh dan hilang. Tegangan ini disebut tegangan breakdown dan pada saat itu arus mulai dapat mengalir melewati thyristor sebagaimana dioda umumnya. Pada thyristor tegangan ini disebut tegangan breakover Vbo. Jenis-jenis Thyristor SCR Telah dibahas, bahwa untuk membuat thyristor menjadi ON adalah dengan memberi arus trigger lapisan P yang dekat dengan katoda. Yaitu dengan membuat kaki gate pada thyristor PNPN seperti pada gambar 1.64a. Karena letaknya yang dekat dengan katoda, bisa juga pin gate ini disebut pin gate katoda (cathode gate). Beginilah SCR dibuat dan simbol SCR digambarkan seperti gambar 1.64b. SCR dalam banyak literatur disebut thyristor saja. Gambar 1. 63 Struktur SCR 67
Teknik Elektronika Dasar Melalui kaki (pin) gate tersebut memungkinkan komponen ini di trigger menjadi ON, yaitu dengan memberi arus gate. Ternyata dengan memberi arus gate Ig yang semakin besar dapat menurunkan tegangan breakover (Vbo) sebuah SCR. Dimana tegangan ini adalah tegangan minimum yang diperlukan SCR untuk menjadi ON. Sampai pada suatu besar arus gate tertentu, ternyata akan sangat mudah membuat SCR menjadi ON. Bahkan dengan tegangan forward yang kecil sekalipun. Misalnya 1 volt saja atau lebih kecil lagi. Kurva tegangan dan arus dari sebuah SCR adalah seperti yang ada pada gambar 1.65 berikut ini. Gambar 1. 64 Karakteristik kurva I-V dari sebuah SCR Pada gambar tertera tegangan breakover Vbo, yang jika tegangan forward SCR mencapai titik ini, maka SCR akan ON. Lebih penting lagi adalah arus Ig yang dapat menyebabkan tegangan Vbo turun menjadi lebih kecil. Pada gambar ditunjukkan beberapa arus Ig dan korelasinya terhadap tegangan breakover. Pada datasheet SCR, arus trigger gate ini sering ditulis dengan notasi IGT (gate trigger current). Pada gambar ada ditunjukkan juga arus Ih yaitu arus holding yang mempertahankan SCR tetap ON. Jadi agar SCR tetap ON maka arus forward dari anoda menuju katoda harus berada di atas parameter ini. 68
Teknik Elektronika Dasar Sejauh ini yang dikemukakan adalah bagaimana membuat SCR menjadi ON. Pada kenyataannya, sekali SCR mencapai keadaan ON maka selamanya akan ON, walaupun tegangan gate dilepas atau di short ke katoda. Satu-satunya cara untuk membuat SCR menjadi OFF adalah dengan membuat arus anoda-katoda turun di bawah arus Ih (holding current). Pada gambar-5 kurva I-V SCR, jika arus forward berada di bawah titik Ih, maka SCR kembali pada keadaan OFF. Berapa besar arus holding ini, umumnya ada di dalam datasheet SCR. Cara membuat SCR menjadi OFF tersebut adalah sama saja dengan menurunkan tegangan anoda-katoda ke titik nol. Karena inilah SCR atau thyristor pada umumnya tidak cocok digunakan untuk aplikasi DC. Komponen ini lebih banyak digunakan untuk aplikasi-aplikasi tegangan AC, dimana SCR bisa OFF pada saat gelombang tegangan AC berada di titik nol. Ada satu parameter penting lain dari SCR, yaitu VGT. Parameter ini adalah tegangan trigger pada gate yang menyebabkab SCR ON. Kalau dilihat dari model thyristor pada gambar 1.62, tegangan ini adalah tegangan Vbe pada transistor Q2. VGT seperti halnya Vbe, besarnya kira-kira 0.7 volt. Seperti contoh rangkaian gambar 1.66 berikut ini sebuah SCR diketahui memiliki IGT = 10 mA dan VGT = 0.7 volt. Maka dapat dihitung tegangan Vin yang diperlukan agar SCR ini ON adalah sebesar : Vin = Vr + VGT Vin = IGT(R) + VGT = 4.9 volt 69
Teknik Elektronika Dasar Gambar 1. 65 Rangkaian SCR 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 gate-nya disatukan. Simbol TRIAC ditunjukkan pada gambar 1.66. TRIAC biasa juga disebut thyristor bi- directional. Gambar 1. 66 Lambang TRIAC di dalam skema elektronika, memiliki tiga kaki, dua diantaranya terminal MT1 (T1) dan MT2 (T2) dan lainnya terminal Gate (G) TRIAC bekerja mirip seperti SCR yang paralel bolak-balik, sehingga dapat melewatkan arus dua arah. Pada datasheet akan lebih detail diberikan besar parameter-parameter seperti Vbo dan -Vbo, lalu IGT dan -IGT, Ih serta - 70
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar
Teknik elektronika-dasar

Recommended

Pengukuran dan perpetaan digital
Pengukuran dan perpetaan digitalPengukuran dan perpetaan digital
Pengukuran dan perpetaan digitalDedi Wahyudin
Β 
Generator
GeneratorGenerator
GeneratorBaRoez THesa
Β 
Ilmu Ukur Kayu
Ilmu Ukur Kayu Ilmu Ukur Kayu
Ilmu Ukur Kayu lombkTBK
Β 
Proses Industri Kimia
Proses Industri KimiaProses Industri Kimia
Proses Industri KimialombkTBK
Β 
Instalasi motor listrik
Instalasi motor listrikInstalasi motor listrik
Instalasi motor listrikDedi Wahyudin
Β 
Perawatan Engine dan Unit Alat Berat
Perawatan Engine dan Unit Alat Berat Perawatan Engine dan Unit Alat Berat
Perawatan Engine dan Unit Alat Berat lombkTBK
Β 
X utami
X utamiX utami
X utamibuwarnisutopo
Β 
BUKU AJAR MANAJEMEN HUTAN 2009
BUKU AJAR MANAJEMEN HUTAN 2009BUKU AJAR MANAJEMEN HUTAN 2009
BUKU AJAR MANAJEMEN HUTAN 2009EDIS BLOG
Β 

Recommended

Pengukuran dan perpetaan digital
Pengukuran dan perpetaan digitalPengukuran dan perpetaan digital
Pengukuran dan perpetaan digitalDedi Wahyudin
Β 
Generator
GeneratorGenerator
GeneratorBaRoez THesa
Β 
Ilmu Ukur Kayu
Ilmu Ukur Kayu Ilmu Ukur Kayu
Ilmu Ukur Kayu lombkTBK
Β 
Proses Industri Kimia
Proses Industri KimiaProses Industri Kimia
Proses Industri KimialombkTBK
Β 
Instalasi motor listrik
Instalasi motor listrikInstalasi motor listrik
Instalasi motor listrikDedi Wahyudin
Β 
Perawatan Engine dan Unit Alat Berat
Perawatan Engine dan Unit Alat Berat Perawatan Engine dan Unit Alat Berat
Perawatan Engine dan Unit Alat Berat lombkTBK
Β 
X utami
X utamiX utami
X utamibuwarnisutopo
Β 
BUKU AJAR MANAJEMEN HUTAN 2009
BUKU AJAR MANAJEMEN HUTAN 2009BUKU AJAR MANAJEMEN HUTAN 2009
BUKU AJAR MANAJEMEN HUTAN 2009EDIS BLOG
Β 
Dasar Pengukuran Listrik
Dasar Pengukuran ListrikDasar Pengukuran Listrik
Dasar Pengukuran ListriklombkTBK
Β 
Pengukuran dan Pemetaan Hutan
Pengukuran dan Pemetaan HutanPengukuran dan Pemetaan Hutan
Pengukuran dan Pemetaan HutanlombkTBK
Β 
Teknik Dasar Pekerjaan Laboratorium Kimia
Teknik Dasar Pekerjaan Laboratorium KimiaTeknik Dasar Pekerjaan Laboratorium Kimia
Teknik Dasar Pekerjaan Laboratorium KimialombkTBK
Β 
Bahasa inggris maritim_dan_perikanan_1
Bahasa inggris maritim_dan_perikanan_1Bahasa inggris maritim_dan_perikanan_1
Bahasa inggris maritim_dan_perikanan_1Indonesia Pintar
Β 
Analisis Titrimetri dan Gravimetri
Analisis Titrimetri dan GravimetriAnalisis Titrimetri dan Gravimetri
Analisis Titrimetri dan GravimetrilombkTBK
Β 
Teknik Pengambilan Contoh
Teknik Pengambilan ContohTeknik Pengambilan Contoh
Teknik Pengambilan ContohlombkTBK
Β 
Karya ilmiah
Karya ilmiahKarya ilmiah
Karya ilmiahOperator Warnet Vast Raha
Β 
Kelistrikan Mesin
Kelistrikan MesinKelistrikan Mesin
Kelistrikan MesinlombkTBK
Β 
81. bangunan dan stabilitas kapal 2
81. bangunan dan stabilitas kapal 281. bangunan dan stabilitas kapal 2
81. bangunan dan stabilitas kapal 2SugengRaharjo13
Β 
Mekanika Teknik dan Elemen Mesin
Mekanika Teknik dan Elemen MesinMekanika Teknik dan Elemen Mesin
Mekanika Teknik dan Elemen MesinlombkTBK
Β 
Analisis pengaruh pelatihan thd produktivitas
Analisis pengaruh pelatihan thd produktivitasAnalisis pengaruh pelatihan thd produktivitas
Analisis pengaruh pelatihan thd produktivitasChiwong Koer
Β 
Kelas11 kelistrikan alat_berat_alternator_1519
Kelas11 kelistrikan alat_berat_alternator_1519Kelas11 kelistrikan alat_berat_alternator_1519
Kelas11 kelistrikan alat_berat_alternator_1519yunanda fitrah
Β 
Aplikasi php dan_my_sql_dalam_pembuatan_sistem_informasi_sman_1_...
Aplikasi php dan_my_sql_dalam_pembuatan_sistem_informasi_sman_1_...Aplikasi php dan_my_sql_dalam_pembuatan_sistem_informasi_sman_1_...
Aplikasi php dan_my_sql_dalam_pembuatan_sistem_informasi_sman_1_...guest03eb7c
Β 
REKAYASA PERANGKAT LUNAK UNTUK SMK Jilid 2
REKAYASA PERANGKAT LUNAK UNTUK SMK Jilid 2REKAYASA PERANGKAT LUNAK UNTUK SMK Jilid 2
REKAYASA PERANGKAT LUNAK UNTUK SMK Jilid 2NASuprawoto Sunardjo
Β 
Kimia Organik
Kimia OrganikKimia Organik
Kimia OrganiklombkTBK
Β 
Matematika SMK kelas X
Matematika SMK kelas XMatematika SMK kelas X
Matematika SMK kelas XTaofik Dinata
Β 
SMK-MAK kelas10 smk matematika seni hendy gumilar
SMK-MAK kelas10 smk matematika seni hendy gumilarSMK-MAK kelas10 smk matematika seni hendy gumilar
SMK-MAK kelas10 smk matematika seni hendy gumilarsekolah maya
Β 
Kelas08 pendidikan kewarganegaraan-dadang
Kelas08 pendidikan kewarganegaraan-dadangKelas08 pendidikan kewarganegaraan-dadang
Kelas08 pendidikan kewarganegaraan-dadangAchmad Junaidi
Β 
Rpl jilid 3
Rpl jilid 3Rpl jilid 3
Rpl jilid 3Ferry Ardiansyah
Β 
Geologi Dasar
Geologi DasarGeologi Dasar
Geologi DasarlombkTBK
Β 
instalasi motor listrik
instalasi motor listrikinstalasi motor listrik
instalasi motor listrikjual pertamini murah
Β 
K3 dan Lingkungan Hidup
K3 dan Lingkungan HidupK3 dan Lingkungan Hidup
K3 dan Lingkungan HiduplombkTBK
Β 

More Related Content

What's hot

Dasar Pengukuran Listrik
Dasar Pengukuran ListrikDasar Pengukuran Listrik
Dasar Pengukuran ListriklombkTBK
Β 
Pengukuran dan Pemetaan Hutan
Pengukuran dan Pemetaan HutanPengukuran dan Pemetaan Hutan
Pengukuran dan Pemetaan HutanlombkTBK
Β 
Teknik Dasar Pekerjaan Laboratorium Kimia
Teknik Dasar Pekerjaan Laboratorium KimiaTeknik Dasar Pekerjaan Laboratorium Kimia
Teknik Dasar Pekerjaan Laboratorium KimialombkTBK
Β 
Bahasa inggris maritim_dan_perikanan_1
Bahasa inggris maritim_dan_perikanan_1Bahasa inggris maritim_dan_perikanan_1
Bahasa inggris maritim_dan_perikanan_1Indonesia Pintar
Β 
Analisis Titrimetri dan Gravimetri
Analisis Titrimetri dan GravimetriAnalisis Titrimetri dan Gravimetri
Analisis Titrimetri dan GravimetrilombkTBK
Β 
Teknik Pengambilan Contoh
Teknik Pengambilan ContohTeknik Pengambilan Contoh
Teknik Pengambilan ContohlombkTBK
Β 
Kelistrikan Mesin
Kelistrikan MesinKelistrikan Mesin
Kelistrikan MesinlombkTBK
Β 
81. bangunan dan stabilitas kapal 2
81. bangunan dan stabilitas kapal 281. bangunan dan stabilitas kapal 2
81. bangunan dan stabilitas kapal 2SugengRaharjo13
Β 
Mekanika Teknik dan Elemen Mesin
Mekanika Teknik dan Elemen MesinMekanika Teknik dan Elemen Mesin
Mekanika Teknik dan Elemen MesinlombkTBK
Β 
Analisis pengaruh pelatihan thd produktivitas
Analisis pengaruh pelatihan thd produktivitasAnalisis pengaruh pelatihan thd produktivitas
Analisis pengaruh pelatihan thd produktivitasChiwong Koer
Β 
Kelas11 kelistrikan alat_berat_alternator_1519
Kelas11 kelistrikan alat_berat_alternator_1519Kelas11 kelistrikan alat_berat_alternator_1519
Kelas11 kelistrikan alat_berat_alternator_1519yunanda fitrah
Β 
Aplikasi php dan_my_sql_dalam_pembuatan_sistem_informasi_sman_1_...
Aplikasi php dan_my_sql_dalam_pembuatan_sistem_informasi_sman_1_...Aplikasi php dan_my_sql_dalam_pembuatan_sistem_informasi_sman_1_...
Aplikasi php dan_my_sql_dalam_pembuatan_sistem_informasi_sman_1_...guest03eb7c
Β 
REKAYASA PERANGKAT LUNAK UNTUK SMK Jilid 2
REKAYASA PERANGKAT LUNAK UNTUK SMK Jilid 2REKAYASA PERANGKAT LUNAK UNTUK SMK Jilid 2
REKAYASA PERANGKAT LUNAK UNTUK SMK Jilid 2NASuprawoto Sunardjo
Β 
Kimia Organik
Kimia OrganikKimia Organik
Kimia OrganiklombkTBK
Β 
Matematika SMK kelas X
Matematika SMK kelas XMatematika SMK kelas X
Matematika SMK kelas XTaofik Dinata
Β 
SMK-MAK kelas10 smk matematika seni hendy gumilar
SMK-MAK kelas10 smk matematika seni hendy gumilarSMK-MAK kelas10 smk matematika seni hendy gumilar
SMK-MAK kelas10 smk matematika seni hendy gumilarsekolah maya
Β 
Kelas08 pendidikan kewarganegaraan-dadang
Kelas08 pendidikan kewarganegaraan-dadangKelas08 pendidikan kewarganegaraan-dadang
Kelas08 pendidikan kewarganegaraan-dadangAchmad Junaidi
Β 
Geologi Dasar
Geologi DasarGeologi Dasar
Geologi DasarlombkTBK
Β 

What's hot (20)

Dasar Pengukuran Listrik
Dasar Pengukuran ListrikDasar Pengukuran Listrik
Dasar Pengukuran Listrik
Β 
Pengukuran dan Pemetaan Hutan
Pengukuran dan Pemetaan HutanPengukuran dan Pemetaan Hutan
Pengukuran dan Pemetaan Hutan
Β 
Teknik Dasar Pekerjaan Laboratorium Kimia
Teknik Dasar Pekerjaan Laboratorium KimiaTeknik Dasar Pekerjaan Laboratorium Kimia
Teknik Dasar Pekerjaan Laboratorium Kimia
Β 
Bahasa inggris maritim_dan_perikanan_1
Bahasa inggris maritim_dan_perikanan_1Bahasa inggris maritim_dan_perikanan_1
Bahasa inggris maritim_dan_perikanan_1
Β 
Analisis Titrimetri dan Gravimetri
Analisis Titrimetri dan GravimetriAnalisis Titrimetri dan Gravimetri
Analisis Titrimetri dan Gravimetri
Β 
Teknik Pengambilan Contoh
Teknik Pengambilan ContohTeknik Pengambilan Contoh
Teknik Pengambilan Contoh
Β 
Karya ilmiah
Karya ilmiahKarya ilmiah
Karya ilmiah
Β 
Kelistrikan Mesin
Kelistrikan MesinKelistrikan Mesin
Kelistrikan Mesin
Β 
81. bangunan dan stabilitas kapal 2
81. bangunan dan stabilitas kapal 281. bangunan dan stabilitas kapal 2
81. bangunan dan stabilitas kapal 2
Β 
Mekanika Teknik dan Elemen Mesin
Mekanika Teknik dan Elemen MesinMekanika Teknik dan Elemen Mesin
Mekanika Teknik dan Elemen Mesin
Β 
Analisis pengaruh pelatihan thd produktivitas
Analisis pengaruh pelatihan thd produktivitasAnalisis pengaruh pelatihan thd produktivitas
Analisis pengaruh pelatihan thd produktivitas
Β 
Kelas11 kelistrikan alat_berat_alternator_1519
Kelas11 kelistrikan alat_berat_alternator_1519Kelas11 kelistrikan alat_berat_alternator_1519
Kelas11 kelistrikan alat_berat_alternator_1519
Β 
Aplikasi php dan_my_sql_dalam_pembuatan_sistem_informasi_sman_1_...
Aplikasi php dan_my_sql_dalam_pembuatan_sistem_informasi_sman_1_...Aplikasi php dan_my_sql_dalam_pembuatan_sistem_informasi_sman_1_...
Aplikasi php dan_my_sql_dalam_pembuatan_sistem_informasi_sman_1_...
Β 
REKAYASA PERANGKAT LUNAK UNTUK SMK Jilid 2
REKAYASA PERANGKAT LUNAK UNTUK SMK Jilid 2REKAYASA PERANGKAT LUNAK UNTUK SMK Jilid 2
REKAYASA PERANGKAT LUNAK UNTUK SMK Jilid 2
Β 
Kimia Organik
Kimia OrganikKimia Organik
Kimia Organik
Β 
Matematika SMK kelas X
Matematika SMK kelas XMatematika SMK kelas X
Matematika SMK kelas X
Β 
SMK-MAK kelas10 smk matematika seni hendy gumilar
SMK-MAK kelas10 smk matematika seni hendy gumilarSMK-MAK kelas10 smk matematika seni hendy gumilar
SMK-MAK kelas10 smk matematika seni hendy gumilar
Β 
Kelas08 pendidikan kewarganegaraan-dadang
Kelas08 pendidikan kewarganegaraan-dadangKelas08 pendidikan kewarganegaraan-dadang
Kelas08 pendidikan kewarganegaraan-dadang
Β 
Rpl jilid 3
Rpl jilid 3Rpl jilid 3
Rpl jilid 3
Β 
Geologi Dasar
Geologi DasarGeologi Dasar
Geologi Dasar
Β 

Similar to Teknik elektronika-dasar

K3 dan Lingkungan Hidup
K3 dan Lingkungan HidupK3 dan Lingkungan Hidup
K3 dan Lingkungan HiduplombkTBK
Β 
Keselamatan, kesehatan kerja dan lh 2
Keselamatan, kesehatan kerja dan lh 2Keselamatan, kesehatan kerja dan lh 2
Keselamatan, kesehatan kerja dan lh 2lombkTBK
Β 
Aircraft Sheet Metal Forming
Aircraft Sheet Metal FormingAircraft Sheet Metal Forming
Aircraft Sheet Metal ForminglombkTBK
Β 
10 matematika buku_prdoman_guru
10 matematika buku_prdoman_guru10 matematika buku_prdoman_guru
10 matematika buku_prdoman_gurundau
Β 
BukuSMK-Dasar dan Pengukuran -1.pdf
BukuSMK-Dasar dan Pengukuran -1.pdfBukuSMK-Dasar dan Pengukuran -1.pdf
BukuSMK-Dasar dan Pengukuran -1.pdfFajar Baskoro
Β 
K11 bg matematika sma kelas xi_[blogerkupang.com]
K11 bg matematika sma kelas xi_[blogerkupang.com]K11 bg matematika sma kelas xi_[blogerkupang.com]
K11 bg matematika sma kelas xi_[blogerkupang.com]Randy Ikas
Β 
Batuan
Batuan Batuan
Batuan lombkTBK
Β 
Ilmu Batuan
Ilmu BatuanIlmu Batuan
Ilmu BatuanlombkTBK
Β 
Buku Guru PPKn Kelas VII Edisi Revisi 2017
Buku Guru PPKn Kelas VII Edisi Revisi 2017Buku Guru PPKn Kelas VII Edisi Revisi 2017
Buku Guru PPKn Kelas VII Edisi Revisi 2017Muhamad Yogi
Β 
Buku Matematika SMA Kelas 10 sma_matematika_siswa_semester_1
Buku Matematika SMA Kelas 10 sma_matematika_siswa_semester_1Buku Matematika SMA Kelas 10 sma_matematika_siswa_semester_1
Buku Matematika SMA Kelas 10 sma_matematika_siswa_semester_1antiantika
Β 
Keselamatan, kesehatan kerja dan lh 1
Keselamatan, kesehatan kerja dan lh 1Keselamatan, kesehatan kerja dan lh 1
Keselamatan, kesehatan kerja dan lh 1lombkTBK
Β 
Jati Diri-PAUD.pdf
Jati Diri-PAUD.pdfJati Diri-PAUD.pdf
Jati Diri-PAUD.pdfAlAmin664514
Β 
3_CP_jati_diri.pdf
3_CP_jati_diri.pdf3_CP_jati_diri.pdf
3_CP_jati_diri.pdfGustinMaripi1
Β 
Matematika kelas x (11 april 2014) semester 1
Matematika kelas x (11 april 2014) semester 1Matematika kelas x (11 april 2014) semester 1
Matematika kelas x (11 april 2014) semester 1Azim Islami
Β 
buku guru prakarya kelas 7
buku guru prakarya kelas 7buku guru prakarya kelas 7
buku guru prakarya kelas 7Ekka Marifat
Β 

Similar to Teknik elektronika-dasar (20)

instalasi motor listrik
instalasi motor listrikinstalasi motor listrik
instalasi motor listrik
Β 
K3 dan Lingkungan Hidup
K3 dan Lingkungan HidupK3 dan Lingkungan Hidup
K3 dan Lingkungan Hidup
Β 
Keselamatan, kesehatan kerja dan lh 2
Keselamatan, kesehatan kerja dan lh 2Keselamatan, kesehatan kerja dan lh 2
Keselamatan, kesehatan kerja dan lh 2
Β 
Aircraft Sheet Metal Forming
Aircraft Sheet Metal FormingAircraft Sheet Metal Forming
Aircraft Sheet Metal Forming
Β 
10 matematika buku_prdoman_guru
10 matematika buku_prdoman_guru10 matematika buku_prdoman_guru
10 matematika buku_prdoman_guru
Β 
BukuSMK-Dasar dan Pengukuran -1.pdf
BukuSMK-Dasar dan Pengukuran -1.pdfBukuSMK-Dasar dan Pengukuran -1.pdf
BukuSMK-Dasar dan Pengukuran -1.pdf
Β 
K11 bg matematika sma kelas xi_[blogerkupang.com]
K11 bg matematika sma kelas xi_[blogerkupang.com]K11 bg matematika sma kelas xi_[blogerkupang.com]
K11 bg matematika sma kelas xi_[blogerkupang.com]
Β 
Pkp
PkpPkp
Pkp
Β 
Pkp
PkpPkp
Pkp
Β 
Pkp
PkpPkp
Pkp
Β 
Batuan
Batuan Batuan
Batuan
Β 
Ilmu Batuan
Ilmu BatuanIlmu Batuan
Ilmu Batuan
Β 
Buku Guru PPKn Kelas VII Edisi Revisi 2017
Buku Guru PPKn Kelas VII Edisi Revisi 2017Buku Guru PPKn Kelas VII Edisi Revisi 2017
Buku Guru PPKn Kelas VII Edisi Revisi 2017
Β 
Buku Matematika SMA Kelas 10 sma_matematika_siswa_semester_1
Buku Matematika SMA Kelas 10 sma_matematika_siswa_semester_1Buku Matematika SMA Kelas 10 sma_matematika_siswa_semester_1
Buku Matematika SMA Kelas 10 sma_matematika_siswa_semester_1
Β 
Keselamatan, kesehatan kerja dan lh 1
Keselamatan, kesehatan kerja dan lh 1Keselamatan, kesehatan kerja dan lh 1
Keselamatan, kesehatan kerja dan lh 1
Β 
Jati Diri-PAUD.pdf
Jati Diri-PAUD.pdfJati Diri-PAUD.pdf
Jati Diri-PAUD.pdf
Β 
3_CP_jati_diri.pdf
3_CP_jati_diri.pdf3_CP_jati_diri.pdf
3_CP_jati_diri.pdf
Β 
Matematika kelas x (11 april 2014) semester 1
Matematika kelas x (11 april 2014) semester 1Matematika kelas x (11 april 2014) semester 1
Matematika kelas x (11 april 2014) semester 1
Β 
Kelas vii matematika bg
Kelas vii matematika bgKelas vii matematika bg
Kelas vii matematika bg
Β 
buku guru prakarya kelas 7
buku guru prakarya kelas 7buku guru prakarya kelas 7
buku guru prakarya kelas 7
Β 

Teknik elektronika-dasar

  • 2. Teknik Elektronika Dasar TEKNIK ELEKTRONIKA DASAR (Bahan Ajar Siswa) oleh SENJA, S.Pd, M.T. SUMIRAN, S.ST, M.Pd. 2 Buku Siswa
  • 3. Teknik Elektronika Dasar KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa, atas rahmat dan karunianya penulis dapat menyelesaikan Bahan Ajar ini tepat pada waktunya, walaupun ada beberapa hambatan. Bahan Ajar ini ditulis untuk digunakan oleh siswa SMK sesuai dengan jurusannya agar dapat memahami dan lebih mendalami permasalahan- permasalahan materi yang dibahas pada buku ini yang pada akhirnya akan dapat meningkatkan kompetensi siswa. Ucapan terima kasih yang tak terhingga kepada semua pihak baik secara kelembagaan maupun perseorangan yang telah membantu dalam penyelesaian penulisan Bahan Ajar ini, semoga semua bantuannya mendapat ganjaran yang berlipat ganda. Harus diakui, dan kami menyadarinya bahwa Bahan Ajar ini jauh dari sempurna. Oleh karena itu, kami harapkan saran, kritik atau apapun untuk perbaikan penulisan Bahan Ajar ini, terima kasih. 3 Buku Siswa Penulis
  • 4. Teknik Elektronika Dasar KATA PENGANTAR Kurikulum 2013 adalah kurikulum berbasis kompetensi. Di dalamnya dirumuskan secara terpadu kompetensi sikap, pengetahuan dan keterampilan yang harus dikuasai peserta didik serta rumusan proses pembelajaran dan penilaian yang diperlukan oleh peserta didik untuk mencapai kompetensi yang diinginkan. Faktor pendukung terhadap keberhasilan Implementasi Kurikulum 2013 adalah ketersediaan Buku Siswa dan Buku Guru, sebagai bahan ajar dan sumber belajar yang ditulis dengan mengacu pada Kurikulum 2013. Buku Siswa ini dirancang dengan menggunakan proses pembelajaran yang sesuai untuk mencapai kompetensi yang telah dirumuskan dan diukur dengan proses penilaian yang sesuai. Sejalan dengan itu, kompetensi keterampilan yang diharapkan dari seorang lulusan SMK adalah kemampuan pikir dan tindak yang efektif dan kreatif dalam ranah abstrak dan konkret. Kompetensi itu dirancang untuk dicapai melalui proses pembelajaran berbasis penemuan (discovery learning) melalui kegiatan-kegiatan berbentuk tugas (project based learning), dan penyelesaian masalah (problem solving based learning) yang mencakup proses mengamati, menanya, mengumpulkan informasi, mengasosiasi, dan mengomunikasikan. Khusus untuk SMK ditambah dengan kemampuan mencipta . Sebagaimana lazimnya buku teks pembelajaran yang mengacu pada kurikulum berbasis kompetensi, buku ini memuat rencana pembelajaran berbasis aktivitas. Buku ini memuat urutan pembelajaran yang dinyatakan dalam kegiatan-kegiatan yang harus dilakukan peserta didik. Buku ini mengarahkan hal-hal yang harus dilakukan peserta didik bersama guru dan teman sekelasnya untuk mencapai kompetensi tertentu; bukan buku yang materinya hanya dibaca, diisi, atau dihafal. Buku ini merupakan penjabaran hal-hal yang harus dilakukan peserta didik untuk mencapai kompetensi yang diharapkan. Sesuai dengan pendekatan kurikulum 2013, peserta didik diajak berani untuk mencari sumber belajar lain yang tersedia dan terbentang luas di sekitarnya. Buku ini merupakan edisi ke-1. Oleh sebab itu buku ini perlu terus menerus dilakukan perbaikan dan penyempurnaan. Kritik, saran, dan masukan untuk perbaikan dan penyempurnaan pada edisi berikutnya sangat kami harapkan; sekaligus, akan terus memperkaya kualitas penyajian buku ajar ini. Atas kontribusi itu, kami ucapkan terima kasih. Tak lupa kami mengucapkan terima kasih kepada kontributor naskah, editor isi, dan editor bahasa atas kerjasamanya. Mudah-mudahan, kita dapat memberikan yang terbaik bagi kemajuan dunia pendidikan menengah kejuruan dalam rangka mempersiapkan generasi seratus tahun Indonesia Merdeka (2045). Jakarta, Januari 2014 Direktur Pembinaan SMK Drs. M. Mustaghfirin Amin, MBA 4 Buku Siswa
  • 5. Teknik Elektronika Dasar DAFTAR I S I KATA PENGANTAR............................................................................................................i DAFTAR ISI ......................................................................................................................v DAFTAR GAMBAR......................................................................................................... viii BAB I ...............................................................................................................................1 PENDAHULUAN...............................................................................................................1 A. Deskripsi .................................................................................................................1 B. Persyaratan.............................................................................................................1 C. Petunjuk Penggunaan..............................................................................................1 D. Tujuan Akhir............................................................................................................2 E. Kompetensi Inti dan Kompetensi Dasar ...................................................................2 F. Cek Kemampuan Awal .............................................................................................6 BAB II ..............................................................................................................................7 PEMBELAJARAN ..............................................................................................................7 A. Deskripsi .................................................................................................................7 B. Kegiatan Belajar ......................................................................................................8 1. Kegiatan Belajar 1....................................................................................................8 a. Tujuan Pembelajaran...........................................................................................8 b. Uraian Materi ......................................................................................................8 1). Pengamatan ...................................................................................................8 2). Resistor ........................................................................................................10 3). Kapasitor ......................................................................................................25 4). Induktor .......................................................................................................31 5). Transformator ..............................................................................................35 6). Dioda............................................................................................................37 7). Transistor .....................................................................................................47 8). Piranti Optik .................................................................................................53 9). Thyristor .......................................................................................................64 c. Rangkuman.......................................................................................................74 d. Tugas.................................................................................................................74 5 Buku Siswa
  • 6. Teknik Elektronika Dasar e. Tes Formatif ......................................................................................................75 f. Lembar Kerja Peserta Didik................................................................................76 2. Kegiatan Belajar 2..................................................................................................79 a. Tujuan Pembelajaran.........................................................................................79 b. Uraian Materi ....................................................................................................79 1). Pengamatan .................................................................................................79 2). Konfigurasi Common Emitter ........................................................................80 3). Konfigurasi Common Base ............................................................................82 4). Konfigurasi Common Collector......................................................................82 c. Rangkuman........................................................................................................83 d. Tugas.................................................................................................................84 e. Tes Formatif ......................................................................................................85 f. Lembar Kerja Peserta Didik................................................................................85 3. Kegiatan Belajar 3..................................................................................................88 a. Tujuan Pembelajaran.........................................................................................88 b. Uraian Materi ....................................................................................................88 1). Pengamatan .................................................................................................88 2). Fidelitas dan Efisiensi....................................................................................89 3). Operasi kelas A .............................................................................................93 4). Operasi Kelas B .............................................................................................96 5). Operasi Kelas AB..........................................................................................99 6). Operasi Kelas C ...........................................................................................101 c. Rangkuman......................................................................................................102 d. Tugas...............................................................................................................102 e. Tes Formatif ....................................................................................................103 f. Lembar Kerja Peserta Didik..............................................................................103 4. Kegiatan Belajar 4................................................................................................107 a. Tujuan Pembelajaran.......................................................................................107 b. Uraian Materi ..................................................................................................107 1). Pengamatan ...............................................................................................107 2). Penggunaan OP-AMP..................................................................................108 6 Buku Siswa
  • 7. Teknik Elektronika Dasar 3). Rangkaian dasar OP-AMP ...........................................................................109 4). Rangkaian OP-AMP sebagai amplifier........................................................113 5). Rangkaian Pengurang/Subtractor ...............................................................115 6). Rangkaian Diferensiator/Derivative ...........................................................116 7). Rangkaian Integrator ..................................................................................117 8). Rangkaian penguat logaritmik....................................................................119 9). Penguat diferensial ....................................................................................121 10). Penguat penjumlah...................................................................................122 11). Instrumenasi Amplifier (IN-AMP)..............................................................123 12). Pemakaian OP-AMP dengan Catu Daya Tunggal........................................125 c. Rangkuman......................................................................................................126 d. Tugas...............................................................................................................127 e. Tes Formatif ....................................................................................................127 f. Lembar Kerja Peserta Didik..............................................................................128 5. Kegiatan Belajar 5................................................................................................139 a. Tujuan Pembelajaran.......................................................................................139 b. Uraian Materi ..................................................................................................139 1). Pengamatan ...............................................................................................139 2). Multivibrator .............................................................................................140 3). Osilator Relaksasi (Relaxation Oscillator) ....................................................142 4). Wien Bridge Oscillator - osilator pembangkit gelombang sinus ...................146 c. Rangkuman......................................................................................................151 d. Tugas...............................................................................................................151 e. Tes Formatif ....................................................................................................151 f. Lembar Kerja Peserta Didik..............................................................................152 BAB III .........................................................................................................................159 EVALUASI....................................................................................................................159 Produk Benda Kerja Sesuai Kriteria..........................................................................159 BAB IV.........................................................................................................................160 PENUTUP ....................................................................................................................160 DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................................161 7 Buku Siswa
  • 8. Teknik Elektronika Dasar DAFTAR GAMBAR Gambar 1. 1 Simbol resistor ..........................................................................................10 Gambar 1. 2 Gambar resistor tetap ...............................................................................13 Gambar 1. 3 Berbagai bentuk resistor variabel..............................................................13 Gambar 1. 4 Simbol dari resistor variabel ......................................................................14 Gambar 1. 5 Resistor keramik (kiri); resistor wirewound (kanan)...................................14 Gambar 1. 6 Thermistor ...............................................................................................15 Gambar 1. 7 Kode warna resistor ..................................................................................16 Gambar 1. 8 Rangkaian seri dengan sumber tegangan...................................................17 Gambar 1. 9 Rangkaian seri dengan sumber tegangan...................................................18 Gambar 1. 10 Rangkaian paralel....................................................................................20 Gambar 1. 11 Rangkaian paralel....................................................................................21 Gambar 1. 12 Rangkaian seri paralel .............................................................................23 Gambar 1. 13 Rangkaian seri .........................................................................................23 Gambar 1. 14 Rangkaian seri paralel .............................................................................24 Gambar 1. 15 Prinsip dasar kapasitor ............................................................................26 Gambar 1. 16 Lambang kondensator.............................................................................26 Gambar 1. 17 Lambang kapasitor (yang tidak memiliki polaritas) ..................................26 Gambar 1. 18 Kondensator Keramik..............................................................................28 Gambar 1. 19 Kondensator Polyester ............................................................................28 Gambar 1. 20 Kondensator kertas .................................................................................29 Gambar 1. 21 Kondensator variabel ..............................................................................29 Gambar 1. 22 Simbol induktor pada skematik rangkaian ...............................................31 Gambar 1. 23 Solenoid ..................................................................................................32 Gambar 1. 24 Toroida ...................................................................................................34 Gambar 1. 25 Skematik transformator CT......................................................................36 Gambar 1. 26 Skematik transformator Non CT ..............................................................36 Gambar 1. 27 Struktur dioda .........................................................................................38 Gambar 1. 28 Rangkaian bias maju................................................................................38 Gambar 1. 29 Rangkaian bias mundur ...........................................................................39 Gambar 1. 30 Grafik hubungan tegangan bias dan arus dioda .......................................39 Gambar 1. 31 Dioda ideal ..............................................................................................40 Gambar 1. 32 Dioda sebagai penyearah Β½ gelombang...................................................42 Gambar 1. 33 Dioda sebagai penyearah gelombang penuh dengan transformator tanpa CT .................................................................................................................................42 Gambar 1. 34 Penyearah gelombang penuh non CT ......................................................42 Gambar 1. 35 Penyearah gelombang penuh CT .............................................................43 Gambar 1. 36 Dioda sebagai pemotong.........................................................................43 8 Buku Siswa
  • 9. Teknik Elektronika Dasar Gambar 1. 37 Dioda sebagai pelipat ganda tegangan ....................................................43 Gambar 1. 38 Dioda sebagai pelipat tiga tegangan........................................................44 Gambar 1. 39 Dioda sebagai rangkaian penggeser/clemper...........................................44 Gambar 1. 40 Dioda sebagai limiter..............................................................................44 Gambar 1. 41 Simbol dioda zener..................................................................................44 Gambar 1. 42 Grafik arus dan tegangan.........................................................................45 Gambar 1. 43 Grafik arus dan tegangan rangkaian dioda zener .....................................45 Gambar 1. 44 Mengukur resistansi transistor BJT .........................................................49 Gambar 1. 45 Indikator transistor..................................................................................49 Gambar 1. 46 Bentuk transistor.....................................................................................50 Gambar 1. 47 Berbagai macam transistor......................................................................50 Gambar 1. 48 Arus emitor .............................................................................................51 Gambar 1. 49 Simbol Jenis-jenis transistor ....................................................................53 Gambar 1. 50 Simbol photodioda..................................................................................54 Gambar 1. 51 Model rangkaian pin photodioda.............................................................54 Gambar 1. 52 (a) Simbol phototransistor; (b) Ekivalen..................................................56 Gambar 1. 53 Simbol phototransistor............................................................................56 Gambar 1. 54 Aplikasi phototransistor untuk menyalakan lampu .................................57 Gambar 1. 55 Transmiter dan receiver infrared.............................................................58 Gambar 1. 56 Simbol LDR ..............................................................................................60 Gambar 1. 57 Bentuk fisik LDR ......................................................................................61 Gambar 1. 58 a. LED; b. LED seven segment; c. konstruksi segmen; d. rangkaian LED.....62 Gambar 1. 59 Diagram optocoupler ..............................................................................64 Gambar 1. 60 Struktur thyristor.....................................................................................65 Gambar 1. 61 Visualisasi thyristor dengan transistor ....................................................65 Gambar 1. 62 Thyristor diberi tegangan ........................................................................66 Gambar 1. 63 Struktur SCR ............................................................................................67 Gambar 1. 64 Karakteristik kurva I-V dari sebuah SCR....................................................68 Gambar 1. 65 Rangkaian SCR.........................................................................................70 Gambar 1. 66 Lambang TRIAC di dalam skema elektronika, memiliki tiga kaki, dua diantaranya terminal MT1 (T1) dan MT2 (T2) dan lainnya terminal Gate (G) ................70 Gambar 1. 67 Struktur dan simbol DIAC ........................................................................71 Gambar 1. 68 Rangkaian dimmer...................................................................................72 Gambar 1. 69 UJT (a) Susunan UJT; (b) rangkaian ekivalen ............................................73 Gambar 1. 70 Simbol skematik UJT................................................................................73 Gambar 1. 71 Rangkaian osilator dengan UJT................................................................73 Gambar 1. 72 Resistor warna ........................................................................................75 Gambar 2. 1 Rangkaian emitter follower........................................................................79 Gambar 2. 2 Konfigurasi common emitter .....................................................................80 Gambar 2. 3 Model phi..................................................................................................81 Gambar 2. 4 Konfigurasi common base .........................................................................82 9 Buku Siswa
  • 10. Teknik Elektronika Dasar Gambar 2. 5 Konfigurasi common collector ...................................................................83 Gambar 2. 6 Rangkaian common emmitter....................................................................84 Gambar 2. 7 Rangkaian konfigurasi common base.........................................................84 Gambar 2. 8 Rangkaian konfigurasi common colector....................................................84 Gambar 2. 9 Rangkaian untuk lembar latihan................................................................87 Gambar 3. 1 Amplifier...................................................................................................88 Gambar 3. 2 Power amplifier tata panggung.................................................................89 Gambar 3. 3 Simbol amplifier ........................................................................................90 Gambar 3. 4 Suatu sistem amplifier berpenguatan tinggi menggunakan tiga amplifier tunggal yang dihubungkan secara bertingkat (cascaded) ...............................................92 Gambar 3. 5 Posisi amplifier pada suatu sistim pengukuran teknik ................................93 Gambar 3. 6 Rangkaian dasar penguat kelas A...............................................................94 Gambar 3. 7 Garis beban dan titik Q kelas A..................................................................94 Gambar 3. 8 Rangkaian imajiner analisa ac kelas A........................................................95 Gambar 3. 9 Kurva penguatan kelas A ...........................................................................96 Gambar 3. 10 Titik Q penguat A, AB dan B.....................................................................97 Gambar 3. 11 Rangkaian dasar penguat kelas B.............................................................98 Gambar 3. 12 Kurva penguatan kelas B .........................................................................99 Gambar 3. 13 Overlaping sinyal keluaran penguat kelas AB...........................................99 Gambar 3. 14 Rangkaian dasar penguat kelas AB.........................................................100 Gambar 3. 15 Rangkaian dasar penguat kelas C...........................................................101 Gambar 3. 16 Rangkaian amplifier audio.....................................................................103 Gambar 3. 17 Praktikum rangkaian dasar penguat kelas A...........................................106 Gambar 4. 1 Diagram blok OP-AMP.............................................................................108 Gambar 4. 2 Diagram blok OP-AMP.............................................................................109 Gambar 4. 3 Keterangan simbol untuk terminal-terminal suatu OP-AMP.....................110 Gambar 4. 4 Pembalikan fasa sinyal output (b); terhadap sinyal input (c) ....................110 Gambar 4. 5 Rangkaian penguat membalik dengan menggunakan OP-AMP tipe LM 741 ...................................................................................................................................111 Gambar 4. 6 Rangkaian OP-AMP .................................................................................112 Gambar 4. 7 Pembuat nol............................................................................................113 Gambar 4. 8 Rangkaian proporsional pembalik phasa..................................................114 Gambar 4. 9 Rangkaian proporsional dengan OP-AMP................................................115 Gambar 4. 10 Rangkaian pengurangan........................................................................115 Gambar 4. 11 Diferensiator OP-AMP ...........................................................................116 Gambar 4. 12 Integrator amplifier...............................................................................118 Gambar 4. 13 Rangkaian integrator praktis .................................................................118 Gambar 4. 14 Penguat logaritmik ...............................................................................119 Gambar 4. 15 Penguat diferensial................................................................................121 Gambar 4. 16 Penguat penjumlah. ..............................................................................122 Gambar 4. 17 Tranduser jembatan ..............................................................................123 10 Buku Siswa
  • 11. Teknik Elektronika Dasar Gambar 4. 18 Rangkaian OP-AMP sebagai penguat instrumentasi...............................123 Gambar 4. 19 Rangkaian IN-AMP.................................................................................124 Gambar 4. 20 Aplikasi instrumentasi amplifier pada pengukuran torsi turbin ..............124 Gambar 4. 21 OP-AMP menggunakan catu daya tunggal. ............................................125 Gambar 4. 22 Penguat Penjumlah ...............................................................................127 Gambar 4. 23 Penguat dengan catudaya tunggal.........................................................127 Gambar 4. 24 Penguat diferensial ...............................................................................128 Gambar 4. 25 Penguat logaritmik................................................................................128 Gambar 4. 26 Penguat penjumlah ...............................................................................130 Gambar 4. 27 OP-AMP dengan catu daya tunggal........................................................131 Gambar 4. 28 Penguat diferensiator............................................................................133 Gambar 4. 29 Integrator..............................................................................................134 Gambar 4. 30 Penguat logaritmik................................................................................136 Gambar 4. 31 Penguat diferensial ...............................................................................136 Gambar 5. 1 Rangkaian inverter ..................................................................................139 Gambar 5. 2 Rangkaian flip-flop belum sempurna.......................................................141 Gambar 5. 3 Flip-flop RS..............................................................................................141 Gambar 5. 4 Rangkaian multivibrator astabil sebagai inverter. ....................................142 Gambar 5. 5 Rangkaian osilator relaksasi dengan OP-AMP..........................................144 Gambar 5. 6 Diagram waktu frekuensi osilator............................................................145 Gambar 5. 7 sistem penguat dengan umpan balik .......................................................147 Gambar 5. 8 Rangkaian penggeser fasa RC 2 tingkat....................................................148 Gambar 5. 9 Rangkaian wien-bridge oscillator.............................................................148 Gambar 5. 10 Rangkaian jembatan wien .....................................................................150 Gambar 5. 11 Osilator pergeseran fasa........................................................................152 Gambar 5. 12 Rangkaian percobaan osilator relaksasi.................................................156 11 Buku Siswa
  • 12. Teknik Elektronika Dasar BAB I PENDAHULUAN A. Deskripsi 1 Buku Siswa Teknik Elektronika Dasar merupakan modul bahan ajar siswa berisi tentang rangkaian elektronika sebagai dasar pada instrumen kontrol untuk pembangkit listrik (PLTMh, PLTB, PLTS, dan energi alternatif lainnya) yang merupakan energi baru terbarukan. Dengan menguasai modul ini diharapkan peserta didik mampu menganalisis rangkaian elektronika untuk kontrol instrumentasi dan menyajikan hasil praktik rangkaian tersebut. Pada pendahuluan ini, peserta didik disarankan mengetahui dan memahami prasyarat yang harus di miliki sebelum mempelajari buku ini, Selain itu agar mempermudah dalam memahami modul ini diharapkan mempelajari petunjuk penggunaan buku ini. Selajutnya dituangkan pula tujuan akhir serta kompetensi inti dan kompetensi dasar, hal ini bertujuan agar setelah mempelajari bahan ajar ini Anda akan mendapatkan kompetensi yang telah digariskan pada tujuan akhir. Cek kompetensi dimaksudkan agar setiap peserta didik mengetahui kompetensi awal yang dimiliki masing-masing. B. Persyaratan Untuk dapat mengikuti materi pembelajaran ini, peserta didik diharapkan sudah memahami hukum Ohm, dan dapat mengaplikasikan operasi hitung aljabar dan Aritmatika. C. Petunjuk Penggunaan 1. Baca semua isi dan petunjuk pembelajaran modul mulai halaman judul hingga akhir modul ini. Ikuti semua petunjuk pembelajaran yang harus diikuti pada setiap Kegiatan Belajar.
  • 13. Teknik Elektronika Dasar 2. Belajar dan bekerjalah dengan penuh tanggung jawab dan sepenuh hati, baik secara kelompok maupun individual sesuai dengan tugas yang diberikan. 3. Kerjakan semua tugas yang diberikan dan kumpulkan sebanyak mungkin informasi yang dibutuhkan untuk meningkatkan pemahaman Anda terhadap modul ini. 4. Kompetensi yang dipelajari di dalam modul ini merupakan kompetensi minimal. Oleh karena itu disarankan Anda mampu belajar lebih optimal. 5. Laporkan semua pengalaman belajar yang Anda peroleh baik tertulis maupun lisan sesuai dengan tugas setiap modul. 2 Buku Siswa D. Tujuan Akhir Tujuan Akhir dari pembelajaran ini adalah peserta didik diharapkan mampu : a. Menganalisis dasar-dasar elektronika untuk instrumen kontrol pembangkit listrik. b. Menyajikan hasil praktek dasar elektronika untuk instrumen kontrol pembangkit listrik. E. Kompetensi Inti dan Kompetensi Dasar Mata Pelajaran : Dasar-dasar Energi Terbarukan KELAS X Semester 1 dan 2 Tabel Kompetensi Inti dan Kompetensi Dasar KOMPETENSI INTI (KELAS X) KOMPETENSI DASAR KI-1 Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya 1.1. Menghayati kebesaran Tuhan, bahwa kemampuan membaca merupakan bagian paling dasar bagi umat manusia untuk mengembangkan peradaban
  • 14. Teknik Elektronika Dasar KOMPETENSI INTI (KELAS X) KOMPETENSI DASAR 2. Mengamalkan pengetahuan dan keterampilan dasar energi terbarukan, agar potensi energi yang ada dapat diolah lebih efisien dan produktif. 3. Menjaga keseimbangan alam dengan cara memelihara dan menggunakan sumberdaya alam secara bijaksana, serta memahami karaktersitik dari alam ini. KI-2 Menghayati dan mengamalkan perilaku jujur, disiplin, tanggungjawab, peduli (gotong royong, kerjasama, toleran, damai), santun, responsif dan pro-aktif dan menunjukkan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan dunia 1. Menghargai sikap perilaku ilmiah, profesional, wirausaha dan pedulidalam mempelajari dan menerapkan Dasar-dasar energi terbarukan agar produk yang dihasilkan lebih efisien, kompetitif dan awet. 2. Menghayati sikap perilaku ilmiah, profesional, wirausaha dan peduli dalam mempelajari dan menerapkan Dasar-dasar energi terbarukan serta dalam berinteraksi baik terhadap diri sendiri, organisasi, pelanggan, masyarakat negara dan bangsa dengan tetap arif dan peduli kepada kelestarian lingkungan dan sumber daya alam. 3. Mengamalkan sikap perilaku ilmiah, profesional, wirausaha dan peduli ketika 3 Buku Siswa
  • 15. Teknik Elektronika Dasar KOMPETENSI INTI (KELAS X) KOMPETENSI DASAR mengaplikasikan Dasar-dasar energi terbarukan dalam mengolah dan memanfaatkan sumber-sumber energi terbarukan. KI-3 Memahami, menerapkan, dan menganalisis pengetahuan faktual, konseptual, dan prosedural berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dalam wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian dalam bidangkerja yang spesifik untuk memecahkan masalah. 1. Menganalisis dasar-dasar mesin perkakas 2. Menganalisis dasar-dasar mesin konstruksi 3. Menganalisis dasar-dasar survey dan pemetaan 4. Menganalisis dasar-dasar konstruksi bangunan dan pemipaan 5. Menganalisis dasar-dasar kelistrikan untuk instrumen kontrol pembangkit listrik 6. Menganalisis dasar-dasar elektronika untuk instrumen kontrol pembangkit listrik KI-4 Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri, dan mampu melaksanakan tugas spesifik di 1. Menyajikan hasil praktek pemesinan perkakas dasar 2. Menyajikan hasil praktek pemesinan konstruksi dasar 3. Menyajikan hasil praktek survey dan pemetaan dasar 4. Menyajikan hasil praktek dasar konstruksi 4 Buku Siswa
  • 16. Teknik Elektronika Dasar KOMPETENSI INTI (KELAS X) KOMPETENSI DASAR bawah pengawasan langsung. batu beton dan pemipaan 5. Menyajikan hasil praktek dasar kelistrikan untuk kontrol pembangkit listrik 6. Menyajikan hasil praktek dasar elektronika untuk instrumen kontrol pembangkit listrik 5 Buku Siswa
  • 17. Teknik Elektronika Dasar F. Cek Kemampuan Awal 6 Buku Siswa Sebelum mempelajari modul bahan ajar ini, Anda diharapkan mengisi audit kompetensi dengan memberikan ceklist pada tabel di bawah ini. No Indikator Kompeten Belum Sudah 1 Mengidentifikasi komponen elektronika. 2 Menganalisis rangkaian transistor. 3 Menganalisis rangkaian multivibrator/osilator. 4 Menganalisis rangkaian amplifier (transistor dan Op-Amp). 5 Aplikasi pada sistem kontrol pada PLTS dan pembangkit hybrid.
  • 18. Teknik Elektronika Dasar BAB I I PEMBELAJARAN A. Deskripsi Teknik Elektronika Dasar merupakan modul bahan ajar siswa berisi tentang identifikasi komponen elektronika baik komponen aktif maupun pasif serta analisis rangkaian dasar dari komponen tersebut. Modul ini terdiri dari lima kegiatan belajar. Kegiatan belajar 1 berisi tentang teori identifikasi komponen elektronika. Kegiatan belajar 2 berisi tentang analisis rangkaian transistor. Kegiatan belajar 3 berisi tentang rangkaian amplifier. Kegiatan belajar 4 mencakup rangkaian OP-AMP. Kegiatan belajar 5 merupakan rangkaian multivibrator/osilator. Dengan menguasai modul ini diharapkan peserta didik mampu mengidentifikasi komponen dan menganalisis rangkaian elektronika untuk aplikasi kontrol pembangkit listrik. Orang tua bekerja untuk menghidupi anaknya, anaknya sekol ah agar mendapatkan kehidupan yang l ebih layak di kemudian hari. Dengan bel ajar dan mendapatkan nil ai baik adalah cara jitu pel ajar untuk membahagiakan orang tuanya. 7
  • 19. Teknik Elektronika Dasar B. Kegiatan Belajar 1. Kegiatan Belajar 1 Komponen Elektronika a. Tujuan Pembelajaran Setelah mengikuti materi pembelajaran ini peserta didik dapat : 1. Mengidentifikasi komponen-komponen elektronika 2. Membaca nilai komponen-komponen pasif 3. Menyebutkan fungsi dari komponen-komponen elektronika 4. Menjelaskan prinsip kerja komponen-komponen aktif. b. Uraian Materi 1). Pengamatan Coba Anda perhatikan tabel 1.1 di bawah ini. Tabel 1. 1 Gambar komponen-komponen elektronika 8
  • 20. Teknik Elektronika Dasar Apa yang Anda ketahui dengan gambar tersebut? Bagaimana simbol dari gambar tersebut? Apa kegunaan dari komponen tersebut? Bagaimana membaca nilai komponen tersebut? Diskusikan tentang komponen yang ada dalam komponen tersebut. Diskusikan pula jenis-jenis komponen tersebut, bacalah buku bahan ajar ini atau informasi dari sumber lain untuk mendapatkan informasi yang lebih dalam baik dari internet atau buku sumber lainnya, presentasikan setelah diskusi selesai. 9
  • 21. Teknik Elektronika Dasar 2). Resistor Definisi Resistor Fungsi resistor adalah untuk menghambat arus listrik. Nilai resistansinya dinyatakan dalam satuan yang disebut β€œOhm”(Ω). Resistor 1000 Ohm biasanya ditulis 1kΩ dan 1000kΩ ditulis sebagai 1Mohm. Resistor dibagi dalam dua kelas, resistor tetap dan resistor variabel. Jika dibagi berdasarkan bahan yang digunakan ada resistor karbon dan ada juga metal film. Ada juga jenis lainnya yang jarang digunakan. Nilai resistansi resistor tidak hanya sesuatu yang dipertimbangkan dalam memilih resistor yang digunakan dalam rangkaian. Toleransi dan daya dari resistor juga penting. Toleransi digunakan untuk menyatakan jangkauan dari nilai resistor. Sebagai contoh toleransi 5% akan menyatakan nilai resistansinya pada jangkauan 5% dari nilai yang tertulis. Jangkauan daya menyatakan seberapa besar toleransi daya yang aman. Jangkauan daya maksimum pada resistor dalam watt. Daya dihitung menggunakan kuadrat arus dikali nilai resistansi dari resistor. Jika daya maksimum resistor dilewati maka resistor akan menjadi panas dan terbakar. Resistor–resistor pada rangkaian elektronik bekisar antara 1/8 watt, ΒΌ watt dan Β½ watt. Resistor 1/8 watt paling bayak digunakan pada rangkaian aplikasi sinyal. Biasanya untuk keamanan memilih resistor yang memiliki jangkauan daya kira- kira dua kali daya yang dibutuhkan. Gambar 1. 1 Simbol resistor Resistor tidak dijual dengan sembarang nilai resistivitas, tetapi nilai-nilai resistivitas yang terdapat dipasaran diatur dalam deret-deret norma. Terdapat deret E3, E6, E12, E24, E48, dan E96. Angka pada nama deret menunjukkan 10
  • 22. Teknik Elektronika Dasar berapa banyak nilai terdapat dalam satu decade. Dalam decade berikutnya terdapat angka yang sama hanya dengan orde 10 kali lipat. Tabel 1. 2 Tabel Nilai Resistansi 11 E6 E12 E24 1.0 1.5 2.2 3.3 1.0 1.2 1.5 1.8 2.2 2.7 3.3 3.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.5 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.7 3.0 3.3 3.6 3.9 4.3
  • 23. Teknik Elektronika Dasar 4.7 6.8 4.7 5.6 6.8 8.2 4.7 5.1 5.6 6.2 6.8 7.5 8.2 9.1 12 Jenis-jenis Resistor Jika dibagi berdasarkan nilainya, resistor terdiri dari resistor tetap dan resistor variabel. 1. Resistor Tetap Resistor tetap adalah nilai resistansinya tertentu dan tidak dapat diubah/tidak berubah. Resistor tetap terdiri dari : Resistor karbon dan Resistor metal film. Resistor karbon adalah Resistor yang paling umum digunakan. Biasanya nilai resistansinya memiliki toleransi 5%. Jangkauan daya 1/8W, 1/4W, dan 1/2W sering digunakan. Resistor film karbon memiliki kerugian, mereka mengeluarkan noise. Resistor metal film digunakan ketika memerlukan toleransi yang lebih tinggi atau lebih akurat. Resistor ini lebih akurat nilainya dibanding dengan resistor karbon. Mereka memiliki toleransi kurang lebih 0,05%. Resistor yang memiliki toleransi
  • 24. Teknik Elektronika Dasar 1% lebih dari cukup untuk digunakan. Nicrom biasanya digunakan untuk bahan dari resistor ini. Gambar 1. 2 Gambar resistor tetap 2. Resistor Variabel Gambar 1. 3 Berbagai bentuk resistor variabel Ada dua jenis resistor variabel yang sering digunakan. Pertama resistor yang nilainya mudah diatur seperti pengatur volume pada radio/tape. Sedangkan yang satunya lagi resistor setengah variabel yaitu resistor yang hanya diatur oleh teknisi dengan menggunakan obeng. Resistor setengah variabel digunakan untuk menyeimbangkan ketidaksesuaian dari resistor dan memperbaiki rangkaian. Sudut putar dari resistor sekitar 300 derajat. Variabel resistor yang mudah untuk digunakan disebut potensiometer. Sedangkan resistor variabel yang pengaturannya sulit atau pengaturannya dilakukan tidak periodik disebut trimpot. 13
  • 25. Teknik Elektronika Dasar Gambar 1. 4 Simbol dari resistor variabel 3. LDR Komponen ini dapat berubah nilai resistansinya jika pada permukaannya terkena cahaya. Semakin besar cahaya mengenai permukaannya resistansinya menjadi kecil berkisar 200 Ω, sedangkan jika tidak ada cahaya nilai resistansinya membesar mencapai 2 MΩ 4. Resistor Wirewound Resistor wirewound (lilitan kawat) dibuat dari resistansi kabel logam dan karena itu mereka dapat dibuat untuk nilai yang presisi. Resistor berdaya tinggi dapat dibuat menggunakan bahan kabel yang tebal. Resistor ini tidak dapat digunakan pada frekuensi yang tinggi. Resistor ini dibuat dengan menggulung kabel dan dibungkus dengan isolator keramik. Resistor wirewound akan berprilaku lain sebagai induktor. Gambar 1. 5 Resistor keramik (kiri); resistor wirewound (kanan) 14
  • 26. Teknik Elektronika Dasar Thermistor ( thermally sensitif resistor ) Nilai resistansi dari thermistor berubah bersesuaian dengan temperatur. Komponen ini umumnya digunakan sebagai sensor temperatur, Gambar 1. 6 Thermistor Ada tiga jenis Thermistor : ο‚· Negative Temperatur Coefficient Thermistor (NTC), thermistor jenis ini nilai resistansi berkurang secara berkesinambungan jika temperatur naik. ο‚· Positive Temperatur Coefficient Thermistor (PTC), thermistor jenis ini nilai resistansi naik berkesinambungan jika temperatur naik. ο‚· Critical Temperatur Resister Thermistor (CTR), thermistor jenis ini nilai resistansi menurun drastis ketika temperatur mencapai titik tertentu. Thermistor jenis ini digunakan untuk mengatur temperatur. Membaca Nilai Resistor Nilai Resistor umumnya dinyatakan oleh kode warna. Namun ada juga yang ditulis dengan kode angka. Untuk resistor SMD atau Resistor Variabel ditulis dengan kode angka. Tabel 1. 3 Kode Warna Resistor Warna Nilai Pengali Toleransi (%) Hitam 0 0 - Coklat 1 1 1 Merah 2 2 2 15
  • 27. Teknik Elektronika Dasar Jingga 3 3 0,05 Kuning 4 4 Hijau 5 5 0,5 Biru 6 6 0,25 Ungu 7 7 0,1 Abu-abu 8 8 Putih 9 9 Emas - -1 5 Perak - -2 10 Polos - - 20 Nilai resistor dengan kode angka dan huruf. Contoh Soal : 5W0,1RK atau 5W0,1K Arti dari kode angka dan huruf adalah sebagai berikut : 5W artinya kemampuan daya resistor maksimum 5 watt Contoh 1 (Coklat=1),(Hitam=0),(Jingga=3) 10 x 103 = 10k ohm Toleransi(Emas) = Β±5% Contoh 2 (Coklat=4),(Ungu=7),(Hitam=0),(Merah=2) 470 x 102 = 47k ohm Toleransi(Coklat) = Β±1% Gambar 1. 7 Kode warna resistor 16
  • 28. Teknik Elektronika Dasar 0,1R atau 0,1 = resistansinya 0,1 K = toleransi 10% Rangkaian Seri Yang dimaksud dengan rangkaian seri adalah apabila beberapa resistor dihubungkan secara berturut-turut, yaitu ujung akhir dari resistor pertama disambung dengan ujung awal dari resistor kedua, dan seterusnya. Jika ujung awal dari resistor pertama dan ujung akhir resistor terakhir diberikan tegangan, maka arus akan mengalir melalui semua resistor yang besarnya sama. Gambar 1. 8 Rangkaian seri dengan sumber tegangan Hubungan pada rangkaian seri : ο‚· Besar tahanan totalnya adalah RT = R1 + R2 + R3 Besar arus listriknya adalah I = IR1 = IR2 = IR3 𝐈 = 𝐄 𝐑 𝐓 ο‚· Besar tegangan listriknya adalah ER1 = I . R1 ER2 = I . R2 ER3 = I . R3 ET = ER1 + ER2 + ER3 Contoh Soal : Tiga buah hambatan (R) dan satu buah baterai 24 Volt yang memiliki hambatan dalam 1 Ξ©. I 17
  • 29. Teknik Elektronika Dasar Gambar 1. 9 Rangkaian seri dengan sumber tegangan a) Tentukan : a) Kuat arus rangkaian b) Kuat arus pada R1 , R2 dan R3 c) Beda potensial antara titik A dan B d) Beda potensial antara titik B dan C e) Beda potensial antara titik C dan D f) Beda potensial antara titik A dan C g) Beda potensial antara titik B dan D h) Beda potensial antara titik A dan D i) Beda potensial antara ujung-ujung baterai j) Daya pada hambatan R1 k) Energi listrik yang diserap hambatan R1 dalam 5 menit l) Daya rangkaian m) Energi rangkaian dalam 5 menit. Pembahasan a) Kuat arus rangkaian Ξ£ E + Ξ£ I.R = 0 (-24) + I (1+2 +3 + 4) = 0 10.I= 24 24 10 Jadi I = = 2,4 A 18
  • 30. Teknik Elektronika Dasar b) Kuat arus pada R1 , R2 dan R3 Kuat arus yang melewati hambatan-hambatan yang dirangkai seri adalah sama. 19 = 𝐼2 = 𝐼3 𝐼1 = I 𝐼1 = 2,4 𝐴 c) Beda potensial antara titik A dan B VAB = IAB RAB = 2,4 Γ— 2 = 4,8 Volt d) Beda potensial antara titik B dan C VBC = IBC RBC = 2, 4 Γ— 3 = 7, 2 Volt e) Beda potensial antara titik C dan D VCD = ICD RCD = 2,4 Γ— 4 = 9,6 Volt f) Beda potensial antara titik A dan C VAC = IAC RAC = 2,4 Γ— (2+3) = 12 Volt g) Beda potensial antara titik B dan D VBD = IBD RBD = 2,4 Γ— (2 + 3) = 16, 8 Volt h) Beda potensial antara titik A dan D VAD = IAD RAD = 2,4 Γ— (2 + 3 + 4) = 21, 6 Volt
  • 31. Teknik Elektronika Dasar i) Beda potensial antara ujung-ujung baterai VAD = IAD RAD = 2,4 Γ— (2 + 3 + 4) = 21, 6 Volt Atau : VAD = Ξ£ E + Ξ£ IR = 24 + (βˆ’2,4) Γ— (1) = 21, 6 Volt j) Daya pada hambatan R1 𝑃1 = 𝐼1 2 . 𝑅1 = 2.42. 2=11.52 watt k) Energi listrik yang diserap hambatan R1 dalam 5 menit π‘Š1 = 𝐼1 2 . 𝑅1. 𝑑 = 2.42. 2. (5π‘₯60) = 3.456 π½π‘œπ‘’π‘™π‘’ l) Daya rangkaian π‘ƒπ‘‘π‘œπ‘‘ = πΌπ‘‘π‘œπ‘‘ 2 . π‘…π‘‘π‘œπ‘‘ = 2.42. (10) = 57.6 π‘€π‘Žπ‘‘π‘‘ m) Energi rangkaian dalam 5 menit π‘ƒπ‘‘π‘œπ‘‘ = πΌπ‘‘π‘œπ‘‘ 2 . π‘…π‘‘π‘œπ‘‘ . 𝑑 = 2.42. (10)(5π‘₯60) = 17280 π‘—π‘œπ‘’π‘™π‘’ Rangkaian Paralel Yang dimaksud rangkaian pararel jika beberapa resistor secara bersama dihubungkan antara dua titik yang dihubungkan antara tegangan yang sama. Dalam prakteknya, semua alat listrik yang ada di rumah dihubungkan secara paralel (lampu, setrika, pompa air, dll). Gambar 1. 10 Rangkaian pararel 20
  • 32. Teknik Elektronika Dasar Hubungan pada rangkaian paralel : ο‚· Besar tahanan totalnya adalah RT = + + 𝟏 𝟏 𝟏 π‘ΉπŸ π‘ΉπŸ π‘ΉπŸ‘ ο‚· Besar arus listrik yang mengalir adalah I = IR1 = IR2 = IR3 = 𝑬 𝐑𝐓 𝑬 π‘πŸ 𝑬 π‘πŸ 𝑬 π‘πŸ‘ ο‚· Besar tegangan listriknya adalah E = ER1 = ER2 = ER3 E = I . RT Contoh Soal : Perhatikan gambar di bawah ini! Dari gambar tersebut diketahui: I = 9 A R1 = 5 Ξ© R2 = 2 Ξ© R3 = 3 Ξ©. Tentukan beda potensial atau tegangan (V) yang dihubungkan pada rangkaian tersebut dan hitung kuat arus yang mengalir pada masing-masing resistor! Gambar 1. 11 Rangkaian paralel Penyelesaian: Diketahui: R1 = 3 Ξ© R2 = 4 Ξ© R3 = 6 Ξ© I = 9 A Ditanya: 21
  • 33. Teknik Elektronika Dasar RT =…….? V = .......? I1 = . . . ? I2 = . . . ? I3 = . . . ? Jawab : Untuk mengerjakan soal ini terlebih dahulu cari RT (hambatan total atau pengganti), yaitu: RT= + + + 𝟏 𝟏 𝟏 𝟏 π‘ΉπŸ π‘ΉπŸ π‘ΉπŸ‘ 𝑹𝒏 1/RT = 1/R1 + 1/R2 +1/ R3 1/ RT = 1/3 Ξ© + 1/4 Ξ© + 1/6 Ξ© 1/ RT = 4/12 Ξ© + 3/12 Ξ© + 2/12 Ξ© 1/ RT = 9/12 Ξ© RT = 12/9 Ξ© Besarnya tegangan ditiap hambatan yang dirangkai pararel selalu sama, oleh karena itu besarnya tegangan pada hambatan pengganti adalah: V = I.Rs V = 9 A. 12/9 Ξ© V = 12 volt Besarnya arus yang melewati tiap-tiap hambatan yang dirangkai pararel besarnya berbeda-beda, tergantung besar hambatannya. Maka, Jadi, besarnya tegangan pada rangkaian pararel tersebut adalah 12 V, sedangkan kuat arus pada masing-masing hambatan adalah 4 A, 3 A dan 2 A. 22
  • 34. Teknik Elektronika Dasar Rangkaian Seri – Paralel (Campuran) Yang di maksud dengan rangkaian seri-paralel adalah gabungan dari rangkaian seri dan rangkaian paralel. Oleh karena itu, rangkaian seri-paralel biasa disebut rangkaian campuran. Gambar rangkaian: Gambar 1. 12 Rangkaian seri pararel a. Besar tahanan totalnya adalah Pertama-tama kita cari dahulu tahanan paralel R2 dan R3, R 2,3 = + 1 1 𝑅2 𝑅3 Setelah kita hitung tahanan seri R 2,3, gambar rangkaian di atas menjadi seperti di bawah ini. Gambar 1. 13 Rangkaian seri Maka tahanan totalnya adalah RT = R1 + R 2,3 + R4 b. Besar arus listriknya adalah I T = 𝐄 𝐑𝐓 Untuk arus pada cabang R2 Dan R3 adalah IR2 = I R3 = 𝐄 π‘πŸ 𝐄 π‘πŸ‘ Jumlah besarnya arus listrik tiap cabang besarnya sama dengan arus total. 23
  • 35. Teknik Elektronika Dasar Dimana besarnya. IT = IR2 + IR3 c. Besar tegangan listriknya adalah ER1 = I . R1 ER 2 = ER3 = I . R Paralel 2,3 ER4 = I . R4 Dimana besar tegangan total adalah jumlah tegangan tiap-tiap tahanan. E = ER1 + ER 2,3 + ER4 SOAL Diketahui sebuah rangkaian listrik seperti gambar 1.14. Gambar 1. 14 Rangkaian seri pararel Tentukan : a) Hambatan pengganti R 1,2,3 dan RT b) Kuat arus rangkaian c) Kuat arus yang melalui R4 d) Kuat arus yang melalui R1 e) Kuat arus yang melalui R2 f) Kuat arus yang melalui R3. Pembahasan: a) Hambatan pengganti R 1,2,3 dan RT 1,2,3 R = π‘πŸ .π‘πŸ .π‘πŸ‘ ((π‘πŸ + π‘πŸ ) . π‘πŸ‘ )+(π‘πŸ .π‘πŸ ) = = 𝟐𝟎 . πŸ‘πŸŽ . πŸ”πŸŽ πŸ‘πŸ”πŸŽπŸŽπŸŽ ((𝟐𝟎+πŸ‘πŸŽ) . πŸ”πŸŽ) + (πŸ‘πŸŽ . 𝟐𝟎) πŸ‘πŸŽπŸŽπŸŽ+πŸ”πŸŽπŸŽ = πŸ‘πŸ”πŸŽπŸŽπŸŽ πŸ‘πŸ”πŸŽπŸŽ = 10 𝛀 24
  • 36. Teknik Elektronika Dasar R T = R4 + R123 = 10 + 10 = 20 𝛀 b) Kuat arus rangkaian π‘…π‘‘π‘œπ‘‘ 20 𝐼 = π‘‰π‘‘π‘œπ‘‘ = 24 = 1.2𝐴 c) Kuat arus yang melalui R4 sama dengan kuat arus rangkaian I4 = I =1.2A d) Kuat arus yang melalui R1 VR1 R1 = 12 20 = 0, 6 A e) Kuat arus yang melalui R2 VR2 R2 = 12 30 = 0, 4 A f) Kuat arus yang melalui R3 VR3 R3 = 𝟏𝟐 πŸ”πŸŽ = 0, 2 A 25 3). Kapasitor Definisi Kapasitor Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik. Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya udara vakum, keramik, gelas dan lain-lain. Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan listrik, maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif terkumpul pada ujung metal yang satu lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutub negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutub positif, karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini "tersimpan" selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung
  • 37. Teknik Elektronika Dasar kakinya. Di alam bebas, phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya muatan-muatan positif dan negatif di awan. Gambar 1. 17 Lambang kapasitor (yang tidak memiliki polaritas) Satuan dalam kondensator disebut Farad. Satu Farad = 9 x 1011 cmΒ² yang artinya luas permukaan kepingan tersebut menjadi 1 Farad sama dengan 106 mikroFarad (Β΅F), jadi 1 Β΅F = 9 x 105 cmΒ². Satuan-satuan sentimeter persegi (cmΒ²) jarang sekali digunakan karena kurang praktis, satuan yang banyak digunakan adalah: 1 Farad = 1.000.000 Β΅F (mikro Farad) 1 Β΅F = 1.000.000 pF (piko Farad) Gambar 1. 15 Prinsip dasar kapasitor Kondensator diidentikkan mempunyai dua kaki dan dua kutub yaitu positif dan negatif serta memiliki cairan elektrolit dan biasanya berbentuk tabung. + Gambar 1. 16 Lambang kondensator Sedangkan jenis yang satunya lagi kebanyakan nilai kapasitasnya lebih rendah, tidak mempunyai kutub positif atau negatif pada kakinya, kebanyakan berbentuk bulat pipih berwarna coklat, merah, hijau dan lainnya seperti tablet atau kancing baju yang sering disebut kapasitor (capacitor). 26
  • 38. Teknik Elektronika Dasar 1 Β΅F = 1.000 nF (nano Farad) 1 nF = 1.000 pF (piko Farad) 1 pF = 1.000 ¡¡F (mikro-mikro Farad) Adapun cara memperbesar nilai kapasitor atau kondensator dengan cara menyusunnya berlapis-lapis atau dipasang secara paralel, memperluas permukaan variabel atau memakai bahan dengan daya tembus besar. Jenis-jenis Kapasitor Kapasitor terdiri dari beberapa jenis, tergantung dari bahan dielektriknya. Untuk lebih sederhana dapat dibagi menjadi 3 bagian, yaitu kapasitor electrostatic, electrolytic dan electrochemical. Berdasarkan kegunaannya kondensator kita bagi dalam dua bagian : 1. Kondensator tetap (nilai kapasitasnya tetap tidak dapat diubah) 2. Kondensator variabel (nilai kapasitasnya dapat diubah-ubah) 1. Kondensator tetap Kondensator tetap ialah suatu kondensator yang nilainya konstan dan tidak berubah-ubah. Kondensator tetap ada tiga macam bentuk yaitu sebagai berikut : ο‚· Kondensator keramik (Ceramic Capacitor) Bentuknya ada yang bulat tipis, ada yang persegi empat berwarna merah, hijau, coklat dan lain-lain. Dalam pemasangan di papan rangkaian (PCB), boleh dibolak- balik karena tidak mempunyai kaki positif dan negatif. Mempunyai kapasitas mulai dari beberapa piko Farad sampai dengan ratusan Kilopiko Farad (KpF). Dengan tegangan kerja maksimal 25 volt sampai 100 volt, tetapi ada juga yang sampai ribuan volt. 27
  • 39. Teknik Elektronika Dasar Gambar 1. 18 Kondensator Keramik ο‚· Kondensator polyester Pada dasarnya sama saja dengan kondensator keramik begitu juga cara menghitung nilainya. Bentuknya persegi empat seperti permen. Biasanya mempunyai warna merah, hijau, coklat dan sebagainya. Gambar 1. 19 Kondensator Polyester ο‚· Kondensator kertas Kondensator kertas ini sering disebut juga kondensator padder. Misal pada radio dipasang seri dari spul osilator ke variabel kondensator. Nilai kapasitas yang dipakai pada sirkuit osilator. Nilai kapasitasnya ada yang tertulis langsung ada pula yang memakai kode warna. 28
  • 40. Teknik Elektronika Dasar Gambar 1. 20 Kondensator kertas 2. Kondensator Variabel Kondensator variabel adalah jenis kondensator yang kapasitasnya bisa diubah- ubah. Kondensator ini dapat berubah kapasitasnya karena secara fisik mempunyai poros yang dapat diputar dengan menggunakan obeng. Gambar 1. 21 Kondensator variabel Membaca Nilai Kapasitansi Pada kapasitor yang berukuran besar, nilai kapasitansi umumnya ditulis dengan angka yang jelas. Lengkap dengan nilai tegangan maksimum dan polaritasnya. Misalnya pada kapasitor ELCO dengan jelas tertulis kapasitansinya sebesar 22uF/25v. Kapasitor yang ukuran fisiknya mungil dan kecil biasanya hanya bertuliskan 2 (dua) atau 3 (tiga) angka saja. Jika hanya ada dua angka satuannya adalah pF (pico farads). Sebagai contoh, kapasitor yang bertuliskan dua angka 47, maka kapasitansi kapasitor tersebut adalah 47 pF. 29
  • 41. Teknik Elektronika Dasar Jika ada 3 digit, angka pertama dan kedua menunjukkan nilai nominal, sedangkan angka ke-3 adalah faktor pengali. Faktor pengali sesuai dengan angka nominalnya, berturut-turut 1 = 10, 2 = 100, 3 = 1.000, 4 = 10.000 dan seterusnya. Misalnya pada kapasitor keramik tertulis 104, maka kapasitansinya adalah 10 x 10.000 = 100.000pF atau = 100nF. Contoh lain misalnya tertulis 222, artinya kapasitansi kapasitor tersebut adalah 22 x 100 = 2200 pF = 2.2 nF. Tabel 1. 4 Tabel Perkalian Kondensator Kertas 30 Warna Nomor Faktor Perkalian Toleransi Voltase Maksimum Coklat 1 Γ—101 100V Merah 2 Γ—102 250V Jingga 3 Γ—103 250V Kuning 4 Γ—104 400V Hijau 5 Γ—105 400V Biru 6 630V Ungu 7 630V Abu-abu 8 630V Putih 9 Β±10% 630V Tabel 1. 5 Tabel Kode tegangan harga nominal A B C D E F G H J K M 0 1 1,25 1,6 2 2,5 3,15 4 5 6,3 8 1 10 12,5 16 20 25 31,5 40 50 63 80 2 100 125 160 200 250 315 400 500 630 800
  • 42. Teknik Elektronika Dasar 3 1000 1250 1600 2000 2500 3150 4000 5000 6300 8000 Toleransi (%) 1 2 3 5 10 20 Contoh Soal : Apa arti dari kode huruf 2A103J pada kapasitor? 2A = tegangan kerja maksimal 100V = 10000pF =10nF J = toleransi 5% 4). Induktor Definisi Induktor Induktor adalah komponen yang dapat menyimpan energi magnetik. Energi ini direpresentasikan dengan adanya tegangan emf (electromotive force) jika induktor dialiri listrik. Secara matematis tegangan emf ditulis : dt E ο€½ ο€­L di Jika dibandingkan dengan rumus hukum Ohm V=RI, maka kelihatan ada kesamaan rumus. Jika R disebut resistansi dari resistor dan V adalah besar tegangan jepit jika resistor dialiri listrik sebesar I. Maka L adalah induktansi dari induktor dan E adalah tegangan yang timbul jika induktor dialiri listrik. Tegangan emf di sini adalah respon terhadap perubahan arus fungsi dari waktu terlihat dari yang yang rumus di/dt. Sedangkan bilangan negatif sesuai dengan hukum Lenz mengatakan efek induksi cenderung melawan perubahan menyebabkannya. Gambar 1. 22 Simbol induktor pada skematik rangkaian 31
  • 43. Teknik Elektronika Dasar Hubungan antara emf dan arus inilah yang disebut dengan induktansi, dan satuan yang digunakan adalah Henry (H). Induktor disebut self-inducted. Arus listrik yang melewati kabel, jalur-jalur pcb dalam suatu rangkain berpotensi untuk menghasilkan medan induksi. Ini yang sering menjadi pertimbangan dalam mendesain pcb supaya bebas dari efek induktansi terutama jika multilayer. 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 : L ο€½ N i Jenis-jenis Induktor 1. solenoida Fungsi utama dari induktor di dalam suatu rangkaian adalah untuk melawan fluktuasi arus yang melewatinya. Aplikasinya pada rangkaian dc salah satunya adalah untuk menghasilkan tegangan dc yang konstan terhadap fluktuasi beban arus. Pada aplikasi rangkaian ac, salah satu gunanya adalah bisa untuk meredam perubahan fluktuasi arus yang tidak dinginkan. Akan lebih banyak lagi fungsi dari induktor yang bisa diaplikasikan pada rangkaian filter, tuner dan sebagainya. Gambar 1. 23 Solenoid 32
  • 44. Teknik Elektronika Dasar Dari pemahaman fisika, elektron yang bergerak akan menimbulkan medan elektrik di sekitarnya. Berbagai bentuk kumparan, persegi empat, setegah lingkaran ataupun lingkaran penuh, jika dialiri listrik akan menghasilkan medan listrik yang berbeda. Penampang induktor biasanya berbentuk lingkaran, sehingga diketahui besar medan listrik di titik tengah lingkaran adalah : B ο€½ .0 .ni Jika dikembangkan, n adalah jumlah lilitan N relatif terhadap panjang induktor l. Secara matematis ditulis : l n ο€½ N Lalu i adalah besar arus melewati induktor tersebut. Ada simbol  yang dinamakan permeability dan 0 yang disebut permeability udara vakum. Besar permeability m tergantung dari bahan inti (core) dari induktor. Untuk induktor tanpa inti (air winding) m = 1. Jika rumus-rumus di atas di subsitusikan maka rumus induktansi induktor dapat ditulis menjadi : l . .N 2 A L ο€½ 0 Gambar 3.3 Induktor selenoida dengan inti (core) L : induktansi dalam H (Henry) 33
  • 45. Teknik Elektronika Dasar  : permeability inti (core) o : permeability udara vakum o = 4 x 10-7 N : jumlah lilitan induktor A : luas penampang induktor (m2) l : panjang induktor (m) Inilah rumus untuk menghitung nilai induktansi dari sebuah induktor. Tentu saja rumus ini bisa dibolak-balik untuk menghitung jumlah lilitan induktor jika nilai induktansinya sudah ditentukan. 2. Toroid Ada satu jenis induktor yang kenal dengan nama toroid. Jika biasanya induktor berbentuk silinder memanjang, maka toroid berbentuk lingkaran. Biasanya selalu menggunakan inti besi (core) yang juga berbentuk lingkaran seperti kue donat. Gambar 1. 24 Toroida Jika jari-jari toroid adalah r, yaitu jari-jari lingkar luar dikurang jari-jari lingkar dalam. Maka panjang induktor efektif adalah kira-kira : 34
  • 46. Teknik Elektronika Dasar l ο€½ 2.r Dengan demikian untuk toroida besar induktansi L adalah :  N 2 A 2r 35 L ο€½ Salah satu keuntungan induktor berbentuk toroid, memperoleh induktansi yang lebih besar dan dimensi yang relatif lebih kecil dibandingkan dengan induktor berbentuk silinder. Juga karena toroid umumnya menggunakan inti (core) yang melingkar, maka medan induksinya tertutup dan relatif tidak menginduksi komponen lain yang berdekatan di dalam satu pcb. Membaca Nilai Induktor Biasanya nilai induktor ditulis dalam kode angka dan warna misalnya 103 artinya induktansinya 10mH. Untuk induktor dengan kode warna sama dengan pembacaan pada resistor dengan satuan miliHenri. 5). Transformator Definisi Transformator Transformator berfungsi sebagai pengubah arus bolak balik (AC). Transformator terdiri dari lilitan primer dan lilitan sekunder yang kedua lilitan tersebut secara elektrik tidak berhubungan tetapi dikopel oleh medan listrik. Alat pengkopel bisa berbentuk inti besi yang berlapis-lapis maupun menggunakan inti ferit. Inti besi dibuat berlapis dimaksudkan untuk mengurangi arus edi. Lilitan primer adalah lilitan yang terhubung ke tegangan input sedangkan lilitan sekunder terhubung output. Jumlah lilitan berbanding lurus dengan tegangan sehingga Np : Ns = Vp : Vs. Sebuah Transformator tidak bisa menaikkan daya. Bahkan dia berkurang akibat adanya arus edi dan tahanan kawat sehingga efisiensinya tidak mencapai 100%. Jika kita mengganggap Transformator ideal maka daya primer = daya sekunder, sehingga Vp.Ip = Vs.Is. Pada distribusi PLN dan industri umumnya menggunakan transformator tiga fasa.
  • 47. Teknik Elektronika Dasar Gambar 1. 26 Skematik transformator Non CT Jenis-jenis Transformator Berdasar fungsinya ada dua jenis transformator : 1. Step UP yaitu transformator yang berfungsi sebagai pengubah tegangan rendah menjadi tegangan tinggi. 2. Step Down yaitu transformator yang berfungsi menggubah tegangan tinggi menjadi tegangan rendah. Berdasarkan bahannya transformator dibagi dua: 1. Transformator berinti besi 2. Transformator inti ferit, transformator ini memiliki ukuran yang lebih kecil untuk daya yang sama dengan transformator inti ferit. Bedasarkan konstruksinya transformator terdiri dari : 1. Transformator Center Tap (CT) 2to1 CT Gambar 1. 25 Skematik transformator CT Transformator CT memiliki tiga pin tegangan keluaran : plus (+), minus (-), dan ground (0) 2. Transformator Non Center Tap (NCT) 1to 2 36
  • 48. Teknik Elektronika Dasar Transformator ini hanya memiliki dua pin tegangan keluaran yaitu 0 dan Plus (+). 3. Transformator 3 Fasa Transformator ini digunakan untuk keperluan tegangan tiga fasa seperti penurun dan penaik tegangan pada jalur distribusi. Transformator ini ada yang hubung bintang maupun delta atau kombinasi. Efisiensi Transformator Transformator yang ada di pasaran tidak ideal yaitu tidak memiliki efisiensi 100%. Efisiensi yang dimaksud adalah prosentase perbandingan daya sekunder terhadap daya primer. Pin 37  ο€½ Pout x100% Membaca Nilai Transformator Di pasaran transformator dinyatakan dalam besaran Amper. Misalkan transformator 1A memiliki tegangan primer 220/110V dengan sekunder 12V. Artinya transformator tersebut memiliki kemampuan menghasilkan arus maksimum 1A pada tegangan 12V. Dengan demikian daya maksimum adalah 12 Watt. 6). Dioda Definisi Dioda Dioda memiliki fungsi yang unik yaitu hanya dapat mengalirkan arus satu arah saja. Struktur dioda tidak lain adalah sambungan semikonduktor P dan N. Satu sisi adalah semikonduktor dengan tipe P dan satu sisinya yang lain adalah tipe N. Dengan struktur demikian arus hanya akan dapat mengalir dari sisi P menuju sisi N.
  • 49. Teknik Elektronika Dasar Gambar 1. 27 Struktur dioda Gambar di atas menunjukkan sambungan PN dengan sedikit porsi kecil yang disebut lapisan deplesi (depletion layer), dimana terdapat keseimbangan hole dan elektron. Seperti yang sudah diketahui, pada sisi P banyak terbentuk hole- hole yang siap menerima elektron sedangkan di sisi N banyak terdapat elektron- elektron yang siap untuk bebas merdeka. Lalu jika diberi bias positif, dengan arti kata memberi tegangan potensial sisi P lebih besar dari sisi N, maka elektron dari sisi N dengan serta merta akan tergerak untuk mengisi hole di sisi P. Tentu kalau elektron mengisi hole disisi P, maka akan terbentuk hole pada sisi N karena ditinggal elektron. Ini disebut aliran hole dari P menuju N, Kalau mengunakan terminologi arus listrik, maka dikatakan terjadi aliran listrik dari sisi P ke sisi N. Gambar 1. 28 Rangkaian bias maju Sebalikya apakah yang terjadi jika polaritas tegangan dibalik yaitu dengan memberikan bias negatif (reverse bias). Dalam hal ini, sisi N mendapat polaritas tegangan lebih besar dari sisi P. 38
  • 50. Teknik Elektronika Dasar Gambar 1. 29 Rangkaian bias mundur Tentu jawabanya adalah tidak akan terjadi perpindahan elektron atau aliran hole dari P ke N maupun sebaliknya. Karena baik hole dan elektron masing-masing tertarik ke arah kutub berlawanan. Bahkan lapisan deplesi (depletion layer) semakin besar dan menghalangi terjadinya arus. Demikianlah penjelasan bagaimana dioda hanya dapat mengalirkan arus satu arah saja. Dengan tegangan bias maju yang kecil saja dioda sudah menjadi konduktor. Tidak serta merta di atas 0 volt, tetapi memang tegangan beberapa volt di atas nol baru bisa terjadi konduksi. Ini disebabkan karena adanya dinding deplesi (deplesion layer). Untuk dioda yang terbuat dari bahan Silikon tegangan konduksi adalah di atas 0.7 volt. Kira-kira 0.2 volt batas minimum untuk dioda yang terbuat dari bahan Germanium. Gambar 1. 30 Grafik hubungan tegangan bias dan arus dioda 39
  • 51. Teknik Elektronika Dasar Sebaliknya untuk bias negatif dioda tidak dapat mengalirkan arus, namun memang ada batasnya. Sampai beberapa puluh bahkan ratusan volt baru terjadi breakdown, dimana dioda tidak lagi dapat menahan aliran elektron yang terbentuk di lapisan deplesi. Tegangan di mana arus mulai bertambah secara cepat disebut tegangan lutut (knee) atau offset. Untuk dioda silikon, tegangan ini sama dengan potensial barier, sekitar 0,7 V. (Dioda germanium mempunyai tegangan ofset 0,3 V). Tegangan di mana arus mulai bertambah secara cepat disebut tegangan lutut (knee) atau offset. Untuk dioda silikon, tegangan ini sama dengan potensial barier, sekitar 0,7 V. Pendekatan dioda 1. Dioda Ideal + _ Forwad Bias Reverse Bias 40 Gambar 1. 31 Dioda ideal Marilah kita dekati karakteristik dioda. Apa yang dilakukan oleh dioda? la konduk dengan baik dalam arah forward dan buruk dalam arah reverse. Jika diambil inti sarinya, inilah yang kita peroleh: Suatu dioda ideal berlaku sebagai konduktor yang sempurna (bertegangan nol) bila diberi forward bias dan berlaku sebagai isolator yang sempurna (berarus nol) bila diberi reverse bias. Dalam istilah rangkaian, dioda ideal berlaku seperti saklar (switch). 2. Pendekatan Kedua Kita membutuhkan tegangan offset sekitar 0,7 V sebelum dioda silikon konduk dengan baik. Bila tegangan sumber besar, 0,7 V ini tidak menjadi persoalan. Tetapi bila tegangan sumber tidak besar, kita harus memperhitungkan adanya tegangan lutut tersebut.
  • 52. Teknik Elektronika Dasar 3. Pendekatan Ketiga Pada pendekatan ketiga dari dioda, kita perhitungkan tahanan bulk RB. Seperti yang lalu, dioda konduk pada 0,7V VF = 0,7V + IFRB Tahanan DC Dari Dioda Jika kalian menghitung perbandingan dari tegangan total dioda terhadap arus total dioda, kalian akan memperoleh tahanan dc dioda tersebut. Dalam arah forward tahanan dc ini diberi simbol RF ; dalam arah reverse diberi simbol RR . Tahanan forward Karena dioda adalah tahanan yang nonlinier, maka tahanan dc-nya bervariasi dengan arus yang melaluinya. Sebagai contoh, ini adalah beberapa pasang arus dan tegangan forward untuk tipe 1N914 : 10 mA pada 0,65 V, 30 mA pada 0,75 V, dan 50 mA pada 0,85 V. Pada titik pertama tahanan dc-nya adalah 65, 25 dan 17 ohm. Perhatikan bahwa tahanan dc berkurang bila arus naik. Dalam setiap hal, tahanan forward adalah kecil. Tahanan Reverse Secara sama, ini adalah dua pasang arus dan tegangan reverse untuk 1N914; 25 nA pada 20V ; 5 PA pada 75 V. Pada titik pertama, tahanan dc-nya adalah 800M Ohm dan Pada titik kedua, 15 MegaOhm. Perhatikanlah bahwa tahanan dc berkurang bila kita mendekati tegangan breakdown (75 V). Walaupun demikian, tahanan reverse dioda tetap tinggi, masih dalam ukuran MegaOhm. 41
  • 53. Teknik Elektronika Dasar Jenis-jenis Dioda 1. Dioda penyearah Dioda jenis ini berfungsi menyearahkan tegangan AC menjadi tegangan DC. Gambar 1.32 memperlihatkan rangkaian dioda sebagai penyearah setengah gelombang. Gambar 1.34 dan 1.35 secara berturut-turut memperlihatkan rangkaian penyearah gelombang penuh dengan transformator Non CT dan CT. Gambar 1.36 memperlihatkan rangkaian dioda penyearah sebagai pemotong gelombang sinusoidal. Gambar 1.37 dan 1.38 memperlihatkan rangkaian dioda penyearah sebagai pelipat ganda dan pengali tiga tegangan input. Gambar 1.39 merupakan dioda penyearah sebagai penggeser gelombang. Dan gambar 3.40 merupakan dioda penyearah sebagai pembatas tegangan. Gambar 1. 32 Dioda sebagai penyearah Β½ gelombang 0.318Vp Vp Gambar 1. 33 Dioda sebagai penyearah gelombang penuh dengan Gambar 1. 34 Penyearah gelombang penuh non CT + - Vs 100V T1 10TO 1 D1 R1 D4 D2 + - Vs 100V T1 10TO1 transformator tanpa CT D1 D3 R1 42
  • 54. Teknik Elektronika Dasar Gambar 1. 35 Penyearah gelombang penuh CT 0,7V T1 10TO 1CT + - Vs 100V Dioda sebagai penyearah gelombang penuh dengan Transformator CT D1 R1 D2 D1 DIODE R3 1k R1 1k - + Vs1 10V C2 + Gambar 1. 37 Dioda sebagai pelipat ganda tegangan D2 D1 Gambar 1. 36 Dioda sebagai pemotong C1 + + - Vs1 43
  • 55. Teknik Elektronika Dasar Gambar 1. 40 Dioda sebagai limiter 2. Dioda Zener Dioda Zener bekerja di daerah breakdown. Dioda ini merupakan tulang punggung dari pengatur tegangan, yaitu rangkaian yang menjaga tegangan beban tetap. Gambar 1. 41 Simbol dioda zener D3 DIODE + C3 1uF + C1 D2 D1 + - Vs1 - Vs1 C2 + Gambar 1. 38 Dioda sebagai pelipat tiga tegangan C1 + D2 R2 Gambar 1. 39 Dioda sebagai rangkaian penggeser/clemper R1 + - Vs1 D2 R2 44
  • 56. Teknik Elektronika Dasar Grafik Arus dan Tegangan vz V Iz Izm I Gambar 1. 42 Grafik arus dan tegangan Batas Kemampuan Maksimum Penyerapan daya pada dioda zener sama dengan hasil kali tegangan dan arusnya. Pz = Vz Iz Dioda zener yang dibeli dipasaran mempunyai batas kemampuan ΒΌ W sampai 50 W. Gambar 1. 43 Grafik arus dan tegangan rangkaian dioda zener Contoh Soal : Dioda zener mempunyai Vz = 10V. Gunakan pendekatan zener ideal untuk menghitung arus arus zener minimum dan maksimum jika Vs = 20-40V dan Rs = 820Ω. Jika rangkaian tersebut belum di pasang beban RL? RL Rs + Vs D1 ZENER 45
  • 57. Teknik Elektronika Dasar Is ο€½ Vs ο€­10 RS 820 Iz min ο€½ 20 ο€­10 ο€½12,2mA 820 Iz max ο€½ 40 ο€­10 ο€½ 36,6mA Tegangan theveninnya adalah .Vs RL ο€½ RS RL Vth ο€½ Arus seri adalah Is ο€½ Vs ο€­Vs Rs Arus zener adalah Is =Iz +IL 3. Dioda Pemancar Cahaya /Light Emiting Diode (LED) Dioda pemancar cahaya atau lebih dikenal dengan sebutan LED (light-emitting diode) adalah suatu semikonduktor yang memancarkan cahaya monokromatik yang tidak koheren ketika diberi tegangan maju. Gejala ini termasuk bentuk elektroluminesensi. Warna yang dihasilkan bergantung pada bahan semikonduktor yang dipakai, dan bisa juga dekat ultraviolet, cahaya tampak, atau inframerah. 4. Dioda Varaktor Varaktor disebut juga kapasitansi diatur tegangan, varicap, epicap dan dioda tertala. Banyak digunakan pada pesawat televisi, penerima FM, dan peralatan komunikasi lainnya. 46
  • 58. Teknik Elektronika Dasar Lembar data mencantumkan kapasitansi acuan pada –4V dan mencantumkan jangkauan penanaan dan tegangan misal jangkauan penalaan 3:1 untuk tegangan –4 sampai –60V 7). Transistor Definisi Transistor Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, pemotong (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, dimana diatur berdasarkan arus inputnya Bipolar Junction Transistor (BJT) atau tegangan inputnya Field Effect Transistor (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya. Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal. Tegangan atau arus yang dipasang di satu terminalnya yang mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2 terminal lainnya. Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia elektronika modern. Dalam rangkaian analog, transistor digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil, dan penguat sinyal radio. Dalam rangkaian-rangkaian digital, transistor digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate, memori, dan komponen-komponen lainnya. Dari banyak tipe-tipe transistor modern, pada awalnya ada dua tipe dasar transistor, Bipolar Junction Transistor (BJT atau transistor bipolar) dan Field- Effect Transistor (FET), yang masing-masing bekerja secara berbeda. Transistor bipolar dinamakan demikian karena kanal konduksi utamanya menggunakan dua polaritas pembawa muatan: elektron dan lubang, untuk membawa arus listrik. Dalam BJT, arus listrik utama harus melewati satu daerah/lapisan pembatas dinamakan depletion zone, dan ketebalan lapisan ini 47
  • 59. Teknik Elektronika Dasar dapat diatur dengan kecepatan tinggi dengan tujuan untuk mengatur aliran arus utama tersebut. FET (juga dinamakan transistor unipolar) hanya menggunakan satu jenis pembawa muatan (elektron atau hole, tergantung dari tipe FET). Dalam FET, arus listrik utama mengalir dalam satu kanal konduksi sempit dengan depletion zone di kedua sisinya (dibandingkan dengan transistor bipolar dimana daerah Basis memotong arah arus listrik utama). Dan ketebalan dari daerah perbatasan ini dapat dirubah dengan perubahan tegangan yang diberikan, untuk mengubah ketebalan kanal konduksi tersebut. Lihat artikel untuk masing-masing tipe untuk penjelasan yang lebih lanjut. BJT (Bipolar Junction Transistor) adalah salah satu dari dua jenis transistor. Cara kerja BJT dapat dibayangkan sebagai dua dioda yang terminal positif atau negatifnya berdempet, sehingga ada tiga terminal. Ketiga terminal tersebut adalah emiter (E), kolektor (C), dan basis (B). Perubahan arus listrik dalam jumlah kecil pada terminal basis dapat menghasilkan perubahan arus listrik dalam jumlah besar pada terminal kolektor. Prinsip inilah yang mendasari penggunaan transistor sebagai penguat elektronik. Rasio antara arus pada kolektor dengan arus pada basis biasanya dilambangkan dengan Ξ² atau hFE. Ξ² biasanya berkisar sekitar 100 untuk transistor-transisor BJT. 48
  • 60. Teknik Elektronika Dasar Gambar 1. 44 Mengukur resistansi transistor BJT (1) Indikasi transistor: Sebuah transistor diberi indikasi/nama seperti misalnya 2S 0. . . , sedangkan IS berarti sebuah dioda. Metoda indikasi ditunjukkan pada Gbr. Huruf A, B, C dan D diikuti 2S memperlihatkan karakteristik transistor, maka sangat penting diketahui. Gambar 1. 45 Indikator transistor 49
  • 61. Teknik Elektronika Dasar (2) Karakteristik transistor: Pada karakteristik transistor sebuah huruf yang menyatakan frekuensi yang digunakan dan tipe dari junction (hubungan) adalah sangat penting, bersama batas maksimum, penguatan arus (hFF atau hfe), juga frekuensi cut off (patah) transistor. Semuanya diperlihatkan pada daftar karakteristik. Karakteristik tersebut berubah pada pemakaian frekuensi yang melebihi fab (j,.). Bila transistor diganti dengan tipe yang sama maka tidak timbul masalah, tetapi bila diganti dengan tipe yang berbeda tidak akan bekerja bahkan mungkin menjadi rusak. Gambar 1. 46 Bentuk transistor Gambar 1. 47 Berbagai macam transistor Arus bias Ada tiga konfigurasi yang umum untuk merangkai transistor, yaitu rangkaian Common Emitter (CE), Common Collector (CC) dan Common Base (CB). Namun saat ini akan lebih detail dijelaskan konfigurasi transistor rangkaian CE. Dengan menganalisa rangkaian CE akan dapat diketahui beberapa parameter penting dan 50
  • 62. Teknik Elektronika Dasar berguna terutama untuk memilih transistor yang tepat untuk aplikasi tertentu. Tentu untuk aplikasi pengolahan sinyal frekuensi audio semestinya tidak menggunakan transistor power, misalnya. Arus Emiter Dari hukum Kirchhoff diketahui bahwa jumlah arus yang masuk ke satu titik akan sama jumlahnya dengan arus yang keluar. Jika hukum tersebut diaplikasikan pada transistor, maka hukum itu menjelaskan hubungan : IE = IC + IB Gambar 1. 48 Arus emitor Persamanaan (1) tersebut mengatakan arus emiter IE adalah jumlah dari arus kolektor IC dengan arus base IB. Karena arus IB sangat kecil sekali atau disebutkan IB << IC, maka dapat di nyatakan : IE = IC Alpha () Pada tabel data transistor (databook) sering dijumpai spesifikasi dc (alpha dc) yang tidak lain adalah : dc = IC/IE Defenisinya adalah perbandingan arus kolektor terhadap arus emitor. 51
  • 63. Teknik Elektronika Dasar Karena besar arus kolektor umumnya hampir sama dengan besar arus emiter maka idealnya besaradc adalah = 1 (satu). Namun umumnya transistor yang ada memilikiadc kurang lebih antara 0.95 sampai 0.99. Beta () Beta didefenisikan sebagai besar perbandingan antara arus kolektor dengan arus base.  = IC/IB Dengan kata lain,  adalah parameter yang menunjukkan kemampuan penguatan arus (current gain) dari suatu transistor. Parameter ini ada tertera di databook transistor dan sangat membantu para perancang rangkaian elektronika dalam merencanakan rangkaiannya. Misalnya jika suatu transistor diketahui besar =250 dan diinginkan arus kolektor sebesar 10 mA, maka berapakah arus bias base yang diperlukan. Tentu jawabannya sangat mudah yaitu : IB = IC/b = 10mA/250 = 40 uA Arus yang terjadi pada kolektor transistor yang memiliki  = 200 jika diberi arus bias base sebesar 0.1mA adalah : IC = .IB = 200 x 0.1mA = 20 mA Dari rumusan ini lebih terlihat defenisi penguatan arus transistor, yaitu sekali lagi, arus base yang kecil menjadi arus kolektor yang lebih besar. Jenis-jenis Transistor Secara umum, transistor dapat dibeda-bedakan berdasarkan banyak kategori: 52
  • 64. Teknik Elektronika Dasar ο‚· Materi semikonduktor: germanium, silikon, gallium arsenide. ο‚· Kemasan fisik: through hole metal, through hole plastic, surface mount, ic, dan lain-lain. ο‚· Tipe: UJT, BJT, JFET, IGFET (MOSFET), IGBT, HBT, MISFET, VMOSFET, serta pengembangan dari transistor yaitu Integrated Circuit (IC) dan lain-lain. ο‚· Polaritas: NPN atau N-channel, PNP atau P-channel. ο‚· Maximum kapasitas daya: low power, medium power, high power. ο‚· Maximum frekuensi kerja: low, medium, atau high frequency, rftransistor, microwave, dan lain-lain. ο‚· Aplikasi: amplifier, saklar, general purpose, audio, tegangan tinggi, dan lain-lain. Gambar 1. 49 Simbol Jenis-jenis transistor 8). Piranti Optik Definisi Piranti Optik Opto electronic adalah device atau komponen elektronik yang bersinggungan dengan besaran fisik cahaya. Beberapa komponen yang termasuk piranti optik adalah photodiode, photo transistor, optocoupler, LDR, LED, infra merah, ultraviolet dan laser. NPN NPN1 NJFET NIGBT NEMOS NDMOS PNP PNP1 PJFET PIGBT PEMOS PDMOS Transistor Darlington JFET IGBT D MOSFET E MOSFET 53
  • 65. Teknik Elektronika Dasar Jenis-jenis Piranti Optik 1. Photodioda Photodioda merupakan komponen elektronik dari jenis detektor cahaya. Dioda ini merupakan pertemuan antara P-N yang dirancang untuk menanggapi input cahaya. Photodioda memiliki jendela atau sambungan serat optik. Bagian ini merupakan bagian yang peka pada komponen. Photodioda dapat digunakan pada bias nol dan bias mundur. Pada bias nol cahaya yang jatuh pada dioda menyebabkan adanya tegangan pada komponen itu, yang didahului oleh arus pada arah maju. Ini disebut efek photovoltaic dan sebagai dasar solar cell. Pada kenyataannya solar cell hanya memiliki photodioda dalam jumlah yang besar dan lebar. Ketika dibias mundur dioda biasanya memiliki tahanan yang sangat tinggi Tahanan ini berkurang ketika cahaya jatuh pada pertemuan. Dioda yang dibias mundur dapat digunakan sebagai detektor dengan melihat arus yang melewatinya. Gambar 1. 50 Simbol photodioda Gambar 1. 51 Model rangkaian pin photodioda I 54 K D A R
  • 66. Teknik Elektronika Dasar Model sederhana photodioda adalah hanya memiliki dioda yang diparalel dengan sumber arus seperti ditunjukkan pada gambar 1.51. Besarnya arus listrik sesuai dengan fluksi cahaya yang diterima oleh photodioda. Polaritas arus photo ini dari katoda ke anoda. Arus Photo akan menyebabkan anoda lebih positif daripada katoda sebagian arus photo akan mengalir kembali melalui photodioda dan sebagian lagi akan mengalir melalui R beban. Jika tahanan beban terbuka atau terlalu tinggi, mak arus photo mengalir paling banyak ke arah maju melalui dioda. Pada operasi bias nol yang disebut sebagai photovoltaic menyebabkan photodioda kenyataannya menghasilkan tegangan pada beban. Operasi photodioda dapat linear atau logaritmik tergantung beban. Jika beban resistansinya sangat tinggi maka akan logaritmik. Jika beban mendekati nol maka tegangannya lenear. Tegangan maksimum agar dapat beroperasi linear adalah pada 100mV. Sedangkan jika R beban diperbesar lagi akan menghasilkan sensitivitas yang lebih besar atau tegangannya menjadi lebih besar. Walaupun kurang begitu linear. 55 2. Phototransistor Phototransistor pada dasarnya tidak jauh berbeda dengan transistor bipolar biasa cuma dikemas dengan kemasan tembus pandang menjangkau area dioda basis-kolektor. Phototransistor sehingga cahaya bekerja seperti photodioda tetapi dengan penguatan yang lebih peka terhadap cahaya, karena elektron-elektron yang diterima melalui basis-kolektor dikuatkan oleh fungsi transistor. Penggunaan. P-N photodioda digunakan dalam aplikasi yang sama seperti photokonduktor. Pemakaian dioda ini sebagai pengukur cahaya kamera, jam radio (ketika gelap akan menyala), penerangan jalan raya biasanya menggunakan photokonduktor daripada photodioda, walaupun pada prinsipnya yang lain pun dapat digunakan.
  • 67. Teknik Elektronika Dasar Penerima remote kontrol VCD dan TV sering menggunakan photodioda. Photodioda sering digunakan untuk pengukuran akurat intensitas penerangan pada bidang sain dan industri. Photodioda tidak digunakan untuk mengukur intensitas cahaya yang sangat rendah tetapi menggunakan tabung photomultiplier. (a) (b) Gambar 1. 52 (a) Simbol phototransistor; (b) Ekivalen Gambar 1. 53 Simbol phototransistor 56
  • 68. Teknik Elektronika Dasar Gambar 1. 54 Aplikasi phototransistor untuk menyalakan lampu Pada saat gelap tidak ada arus yang mengalir melalui phototransistor sehingga basis dari transistor Q2 tidak dibias, maka Q2 off dan lampu led tidak menyala. Sedangkan pada saat terang ada arus dari kolektor ke emitor phototransistor mengakibatkan ada arus basis Q2 yang diperkuat dengan adanya dc menghasilkan IC dan menyalakan LED. Rangkaian di atas dapat digunakan untuk menguji remote control infra merah. 3. Photomultiplier Photomultiplier adalah detektor yang sangat peka untuk semua cahaya baik ultraviolet, cahaya tampak maupun infrared. Mereka sejenis hampa yang mana photon-photon menghasilkan elektron dalam photokatoda. Konsekuensinya efek photolistrik dan elektron-elektron ini berulang-ulang dikuatkan oleh multiplikasi pada permukaan dynode. Sebuah sinyal dihasilkan pada komponen anoda. Penguatan dapat mencapai 100 juta berarti dapat mengukur pulsa yang diperoleh dari sebuah photon. Gabungan penguatan yang tinggi, noise yang rendah, tanggapan frekuensi yang tinggi dan area yang luas berarti bahwa peralatan ini masih banyak ditemui pada aplikasi dalam partikel, astronomi dan medis. 57
  • 69. Teknik Elektronika Dasar 3. Infrared Radiasi Infrared (IR) adalah radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang yang lebih besar dari cahaya tampak. Tetapi lebih pendek dari radiasi microwave. Arti nama infrared adalah frekuensinya di bawah cahaya merah (cahaya tampak) dan panjang gelombangnya lebih tinggi antara 700nm sampai 1nm. Infrared biasanya dibagi-bagi lagi menjadi beberapa bagian : 1. IR-dekat (NIR, dengan panjang gelombang 0,7-0,5 m) 2. IR-menengah (MIR, dengan panjang gelombang 5-30m) 3. IR-jauh (FIR), 30-1000m Bagaimanapun juga pembagian ini tidaklah tepat. Radiasi infrared menimbulkan panas. Konsentrasi dan radiasi yang lebih besar terletak pada IR menengah. Penggunaan Infrared. Infrared digunakan untuk melihat benda di malam hari ketika tidak ada cahaya tampak. Biasanya banyak digunakan pada remote kontrol televisi transmisi data IR, modulasi data. Komunikasi serat optik pun didasarkan pada prinsip kerja Infrared. 10k 1k2 VCC 0 0 Gambar 1. 55 Transmiter dan receiver infrared Cara kerja rangkaian : 2,2M 1k 22k Rx IR 0 0 10n BC548 BC548 15V Tx IR 58
  • 70. Teknik Elektronika Dasar Dioda pemancar infrared bekerja sesuai dengan sinyal input yang diberikan dari sumber sinyal. Dioda menyala pada saat pulsa high. Penerima dioda infrared bekerja pada mode bias mundur. Pada saat ada sinyal atau transmitter Infrared TxIR menyala maka tahanan dioda penerima berkurang dan konduksi. Pada anoda penerima sinyalnya menjadi kebalikan. Sinyal tersebut di kopel oleh kapasitor dan dikuatkan meggunakan transistor yang dibias sendiri atau bias umpan balik. Transistor bekerja sebagai penguat inverting yang menghasilkan outputnya berbeda fase 180o dengan demikian secara keseluruhan outputnya sefasa dengan input pengirim. 4. Photoresistor Photoresistor adalah komponen elektronik yang mana hambatannya menurun dengan peningkatan intensitas cahaya yang datang. Photoresistor disebut juga Light Dependent Resistor (LDR) artinya resistor yang nilai resistansinya tergantung pada intensitas penerangan atau disebut juga photokonduktor yang mana akan konduksi jika ada cahaya. Photoresistor terbuat dari semikonduktor dengan hamabatan yang tinggi. Jika cahaya jatuh pada permukaan komponen ini pada frekuensi yang cukup tinggi, poton diserap oleh semikonduktor dan memberikan lintasan elektron energi yang cukup untuk loncat ke pita konduksi. Menghasilkan elektron bebas dan mengalirkan listrik sehingga adanya tahanan yang rendah. Penggunaan. Photoresistor terbuat dari berbagai jenis yang berbeda. Cadmium Sulfide (CdS) salah satunya digunakan untuk ukuran cahaya kamera, alarm keamanan, pengaturan penerangan lalu lintas. Untuk jarak yang jauh infrared lebih memungkinkan dan digunakan untuk astronimi, spektroskop. 59
  • 71. Teknik Elektronika Dasar Gambar 1. 56 Simbol LDR Pemasangan LDR hanya ada dua cara pada rangkaian pembagi tegangan, LDR berada di atas atau di bawah: Gambar 8.8. Rangkaian sensor untuk LDR Contoh Soal : Misalkan untuk gambar yang kanan pada kondisi gelap LDR memiliki resitansi 1M dan pada kondisi terang 100  sedangkan R = 10k. Berapa tegangan output pada dua kondisi tersebut? Penyelesaian : ο‚΄15  15V 1k 1M 1M Vo ο€½ ο‚΄15 ο€½ 0,1 0V 10k 100 100 Vo ο€½ 60
  • 72. Teknik Elektronika Dasar Kalian harus mengamati prilaku dari kedua rangkaian di atas. Kalian juga akan menemukan keluaran bagaimana memilih nilai yang peka untuk resistor tetap pada rangkaian pembagi tegangan. Ingat rumus perhitungan pembagi tegangan pada Vout. in atas bawah R atas out ο‚΄ V R  R V ο€½ Apa yang akan terjadi jika R atas >>R bawah dan apa pula yang akan terjadi jika R atas << R bawah Gambar 1. 57 Bentuk fisik LDR 5. LASER Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (LASER) artinya radiasi atau pancaran cahaya yang di kuatkan oleh rangsangan emisi. Ini adalah komponen yang menggunakan efek mekanika kuantum. Rangsangan emisi untuk mengasilkan berkas cahaya yang koheren dan monokrom. Penggunaan LASER. LASER umumnya digunakan untuk optik CD, keperluan medis dan militer. 6. Light Emitting Diode (LED) Sebuah LED adalah sejenis dioda semikonduktor istimewa. Seperti sebuah dioda normal, dia terdiri dari sebuah chip bahan semikonduktor yang diisi penuh, atau di-dop, dengan ketidakmurnian untuk menciptakan sebuah struktur yang disebut P-N junction. Pembawa muatan elektron dan lubang mengalir ke junction dari 61
  • 73. Teknik Elektronika Dasar (a) (b) (c) (d) Gambar 1. 58 a. LED; b. LED seven segment; c. konstruksi segmen; d. rangkaian LED Contoh Soal: pada gambar d tentukan R1 agar lampu led menyala dengan aman dengan arus 10mA 10mA R1ο€½ 10V ο€­ 2V ο€½ 800 7. Photocell Photocell merupakan komponen optoelektronik yang termasuk pada photovoltaic. Dimana pada saat siang hari dapat menghasilkan tegangan sebesar 0,5 Volt. Sifat- sipat photocell adalah sebagai berikut : elektroda dengan voltase berbeda. Ketika elektron bertemu dengan lubang, dia jatuh ke level energi yang lebih rendah, dan melepas energi dalam bentuk photon. V1 10V +V D1 LED1 R1 62
  • 74. Teknik Elektronika Dasar 1. Merupakan transducer aktif yang dapat menghasilkan suatu sumber energi tanpa memerlukan catu daya. 2. Tegangan output open circuit memiliki tanggapan logaritma negatif, sedangkan arus short circuit yang dihasilkan memiliki tanggapan linear terhadap perubahan intensitas cahaya. Cara kerja photocell adalah sebagai berikut : Cahaya adalah gelombang elektromagnetik dengan frekuensi yang sangat tinggi. Tenaga yang dibawa oleh suatu gelombang elektromagnetik selalu dibawa didalam satuan satuan yang besarnya sebanding dengan frekuensi gelombang itu. Satuan tenaga itu disebut foton. Jika cahaya datang mengenai permukaan konduktor logam maka ada pembebasan elektron dari permukaan suatu konduktor. Ini dapat dipahami secara kualitatif adas dasar bahwa elektron yang ada dekat permukaan dan bahwa beberapa dari elektron itu memperoleh cukup tenaga untuk mengatasi perintangan tenaga potensial pada permukaan itu dan lepas dari bahan itu masuk ke ruang bebas. Pada emisi termionik elektron dari logam, tenaga diperlukan oleh sebuah elektron untuk lepas dari permukaan logam. Elektron dapat juga memperoleh cukup tenaga untuk lepas dari logam walaupun pada suhu rendah, jika logam disinari oleh cahaya yang panjang gelombangnya cukup pendek. Fenomena ini disebut efek foto listrik. Jadi apabila foton bertumbukan dengan sebuah elektron didalam permukaan logam ia dapat memindahkan tenaganya kepada elektron itu. Elektron itu akan tereksitasi keluar menjadi arus listrik. 8. Optocoupler Optocoupler terdiri dari sebuah LED sebagai input yang dibias maju agar dapat memancarkan cahaya. Sebuah photodioda sebagai penerima sinyal input . Ada juga photodioda dari phototransistotor, photodarlington dan photoSCR. Keuntungan dari optocoupler adalah memiliki isolasi yang tinggi sehingga inputnya terhindari dari kerusakan kelebihan beban. Dapat mengendalikan daya 63
  • 75. Teknik Elektronika Dasar Gambar 1. 59 Diagram optocoupler 9). Thyristor Definisi Thyristor Thyristor berakar kata dari bahasa Yunani yang berarti β€˜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 PUT (programmable uni-junction transistor), UJT (uni-junction transistor ), GTO (gate turn off switch), photo SCR dan sebagainya. Namun pada kesempatan ini, yang akan kemukakan adalah komponen-komponen thyristor yang dikenal dengan sebutan SCR (silicon controlled rectifier), TRIAC dan DIAC. Struktur Thyristor Ciri-ciri utama dari sebuah thyristor adalah komponen yang terbuat dari bahan semikonduktor silikon. Walaupun bahannya sama, tetapi struktur P-N junction yang dimilikinya lebih kompleks dibanding transistor bipolar atau MOS. yang besar dengan kontrol TTL atau mikrokontroler. Rangkaian opto coupler dikemas dalam bentuk IC misalnya MOC1006 terdiri dari LED dan Phototransistor. U1 U2 MOC1006 H11AV3 2 6 4 1 5 64
  • 76. Teknik Elektronika Dasar Komponen thyristor lebih digunakan sebagai saklar (switch) ketimbang sebagai penguat arus atau tegangan seperti halnya transistor. Gambar 1. 60 Struktur thyristor Struktur dasar thyristor adalah struktur 4 layer PNPN seperti yang ditunjukkan pada gambar-1a. Jika dipilah, struktur ini dapat dilihat sebagai dua buah struktur junction PNP dan NPN yang tersambung di tengah seperti pada gambar 1.61b. Ini tidak lain adalah dua buah transistor PNP dan NPN yang tersambung pada masing-masing kolektor dan base. Jika divisualisasikan sebagai transistor Q1 dan Q2, maka struktur thyristor ini dapat diperlihatkan seperti pada gambar 1.62 berikut ini. Gambar 1. 61 Visualisasi thyristor dengan transistor 65
  • 77. Teknik Elektronika Dasar Terlihat di sini kolektor transistor Q1 tersambung pada base transistor Q2 dan sebaliknya kolektor transistor Q2 tersambung pada base transistor Q1. Rangkaian transistor yang demikian menunjukkan adanya loop penguatan arus di bagian tengah. Dimana diketahui bahwa Ic = Ib, Ib yaitu arus kolektor adalah penguatan dari arus basis. Jika misalnya ada arus sebesar Ib yang mengalir pada base transistor Q2, maka akan ada arus Ic yang mengalir pada kolektor Q2. Arus kolektor ini merupakan arus basis Ib pada transistor Q1, sehingga akan muncul penguatan pada pada arus kolektor transistor Q1. Arus kolektor transistor Q1 tdak lain adalah arus base bagi transistor Q2. Demikian seterusnya sehingga makin lama sambungan PN dari thyristor ini di bagian tengah akan mengecil dan hilang sehingga yang tertinggal hanyalah lapisan P dan N dibagian luar. Jika keadaan ini tercapai, maka struktur yang demikian todak lain adalah struktur dioda PN (anoda-katoda) yang sudah dikenal. Pada saat yang demikian, disebut bahwa thyristor dalam keadaan ON dan dapat mengalirkan arus dari anoda menuju katoda seperti layaknya sebuah dioda. Gambar 1. 62 Thyristor diberi tegangan Bagaimana kalau pada thyristor ini kita beri beban lampu dc dan diberi suplai tegangan dari nol sampai tegangan tertentu seperti pada gambar 1.63. Apa yang 66
  • 78. Teknik Elektronika Dasar terjadi pada lampu ketika tegangan dinaikkan dari nol. Ya betul, tentu saja lampu akan tetap padam karena lapisan N-P yang ada ditengah akan mendapatkan reverse-bias (teori dioda). Pada saat ini disebut thyristor dalam keadaan OFF karena tidak ada arus yang bisa mengalir atau sangat kecil sekali. Arus tidak dapat mengalir sampai pada suatu tegangan reverse-bias tertentu yang menyebabkan sambungan NP ini jenuh dan hilang. Tegangan ini disebut tegangan breakdown dan pada saat itu arus mulai dapat mengalir melewati thyristor sebagaimana dioda umumnya. Pada thyristor tegangan ini disebut tegangan breakover Vbo. Jenis-jenis Thyristor SCR Telah dibahas, bahwa untuk membuat thyristor menjadi ON adalah dengan memberi arus trigger lapisan P yang dekat dengan katoda. Yaitu dengan membuat kaki gate pada thyristor PNPN seperti pada gambar 1.64a. Karena letaknya yang dekat dengan katoda, bisa juga pin gate ini disebut pin gate katoda (cathode gate). Beginilah SCR dibuat dan simbol SCR digambarkan seperti gambar 1.64b. SCR dalam banyak literatur disebut thyristor saja. Gambar 1. 63 Struktur SCR 67
  • 79. Teknik Elektronika Dasar Melalui kaki (pin) gate tersebut memungkinkan komponen ini di trigger menjadi ON, yaitu dengan memberi arus gate. Ternyata dengan memberi arus gate Ig yang semakin besar dapat menurunkan tegangan breakover (Vbo) sebuah SCR. Dimana tegangan ini adalah tegangan minimum yang diperlukan SCR untuk menjadi ON. Sampai pada suatu besar arus gate tertentu, ternyata akan sangat mudah membuat SCR menjadi ON. Bahkan dengan tegangan forward yang kecil sekalipun. Misalnya 1 volt saja atau lebih kecil lagi. Kurva tegangan dan arus dari sebuah SCR adalah seperti yang ada pada gambar 1.65 berikut ini. Gambar 1. 64 Karakteristik kurva I-V dari sebuah SCR Pada gambar tertera tegangan breakover Vbo, yang jika tegangan forward SCR mencapai titik ini, maka SCR akan ON. Lebih penting lagi adalah arus Ig yang dapat menyebabkan tegangan Vbo turun menjadi lebih kecil. Pada gambar ditunjukkan beberapa arus Ig dan korelasinya terhadap tegangan breakover. Pada datasheet SCR, arus trigger gate ini sering ditulis dengan notasi IGT (gate trigger current). Pada gambar ada ditunjukkan juga arus Ih yaitu arus holding yang mempertahankan SCR tetap ON. Jadi agar SCR tetap ON maka arus forward dari anoda menuju katoda harus berada di atas parameter ini. 68
  • 80. Teknik Elektronika Dasar Sejauh ini yang dikemukakan adalah bagaimana membuat SCR menjadi ON. Pada kenyataannya, sekali SCR mencapai keadaan ON maka selamanya akan ON, walaupun tegangan gate dilepas atau di short ke katoda. Satu-satunya cara untuk membuat SCR menjadi OFF adalah dengan membuat arus anoda-katoda turun di bawah arus Ih (holding current). Pada gambar-5 kurva I-V SCR, jika arus forward berada di bawah titik Ih, maka SCR kembali pada keadaan OFF. Berapa besar arus holding ini, umumnya ada di dalam datasheet SCR. Cara membuat SCR menjadi OFF tersebut adalah sama saja dengan menurunkan tegangan anoda-katoda ke titik nol. Karena inilah SCR atau thyristor pada umumnya tidak cocok digunakan untuk aplikasi DC. Komponen ini lebih banyak digunakan untuk aplikasi-aplikasi tegangan AC, dimana SCR bisa OFF pada saat gelombang tegangan AC berada di titik nol. Ada satu parameter penting lain dari SCR, yaitu VGT. Parameter ini adalah tegangan trigger pada gate yang menyebabkab SCR ON. Kalau dilihat dari model thyristor pada gambar 1.62, tegangan ini adalah tegangan Vbe pada transistor Q2. VGT seperti halnya Vbe, besarnya kira-kira 0.7 volt. Seperti contoh rangkaian gambar 1.66 berikut ini sebuah SCR diketahui memiliki IGT = 10 mA dan VGT = 0.7 volt. Maka dapat dihitung tegangan Vin yang diperlukan agar SCR ini ON adalah sebesar : Vin = Vr + VGT Vin = IGT(R) + VGT = 4.9 volt 69
  • 81. Teknik Elektronika Dasar Gambar 1. 65 Rangkaian SCR 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 gate-nya disatukan. Simbol TRIAC ditunjukkan pada gambar 1.66. TRIAC biasa juga disebut thyristor bi- directional. Gambar 1. 66 Lambang TRIAC di dalam skema elektronika, memiliki tiga kaki, dua diantaranya terminal MT1 (T1) dan MT2 (T2) dan lainnya terminal Gate (G) TRIAC bekerja mirip seperti SCR yang paralel bolak-balik, sehingga dapat melewatkan arus dua arah. Pada datasheet akan lebih detail diberikan besar parameter-parameter seperti Vbo dan -Vbo, lalu IGT dan -IGT, Ih serta - 70