modul elektronika 01
description
Transcript of modul elektronika 01
Gudang Modul: http://guruelektronika.blogspot.com/
SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN BIDANG KEAHLIAN TEKNIK ELEKTRONIKA PROGRAM KEAHLIAN TEKNIK ELEKTRONIKA
Elka-mr-um001a/002
KODE MODUL
Modul Elektrinika
Mengenal Komponen ELektronika
DISUSUN OLEH:
GURU ELEKTRONIKA http://guruelektronika.blogspot.com/
EDITOR:
TEAM TEACHING
2009
Mengenal Komponen ELektronika 1
Gudang Modul: http://guruelektronika.blogspot.com/
KATA PENGANTAR
Modul Mengenal komponan elektronika digunakan sebagai panduan
kegiatan belajar untuk membentuk salah satu kompetensi, yaitu :
Meguasai teori dasar elektronika. Modul ini dapat digunakan untuk peserta
diklat pada Program Keahlian Teknik Elektronika Industri.
Modul ini memberikan teori dan praktek untuk mengenal dan mampu
menerapkan komponen elektronika. Modul ini terdiri atas 8 kegiatan belajar. Kegiatan
belajar 1 : Resistor, Kegiatan belajar 2 : Kapasitor, Kegiatan belajar 3 : Induktor,
Kegiatan belajar 4 : trasnformator, Kegiatan belajar 5 : dioda, Kegiatan belajar 6 :
transistor bipolar kegiatan ke 7 :komponen elektronika daya, dan Kegiatan belajar 8 :
Field Effect Transistor.
Jakarta, April 2009
Penyusun.
Mengenal Komponen ELektronika 2
Gudang Modul: http://guruelektronika.blogspot.com/
DAFTAR ISI MODUL
Halaman
HALAMAN DEPAN .................................................................................. i
KATA PENGANTAR ................................................................................. ii
DAFTAR ISI ........................................................................................... iii
PETA KEDUDUKAN MODUL .................................................................... v
PERISTILAHAN/ GLOSSARY ................................................................ vii
I. PENDAHULUAN ................................................................................ 1
A. DESKRIPSI ................................................................................... 1
B. PRASYARAT .................................................................................. 1
C. PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL .................................................. 1
1. Petunjuk bagi Peserta Diklat ..................................................... 1
2. Peran Guru .............................................................................. 3
D. TUJUAN AKHIR .............................................................................. 3
E. KOMPETENSI ................................................................................ 4
F. CEK KEMAMPUAN .......................................................................... 9
II. PEMBELAJARAN ................................................................................ 11
A. RENCANA BELAJAR PESERTA DIKLAT ............................................. 11
B. KEGIATAN BELAJAR ........................................................................ 13
1. Kegiatan Belajar 1: Resistor ....................................................... 13
a. Uraian Materi ....................................................................... 13
b. Lembar Kerja 1.1 ................................................................. 24
c. Lembar Latihan 1.1............................................................... 25
d. Lembar Kerja 1.2 ................................................................. 27
e. Lembar Latihan 1.2 .............................................................. 30
2. Kegiatan Belajar 2 : Kondesator .............................. ................... 32
a. Uraian Materi ....................................................................... 32
b. Lembar Kerja 2.1 ................................................................ 41
c. Lembar Latihan 2.1............................................................... 42
Mengenal Komponen ELektronika 3
Gudang Modul: http://guruelektronika.blogspot.com/
d. Lembar kerja 2.2 .................................................................. 43
e. Lembar latihan 2.2................................................................ 45
f. Lembar latihan 2.3................................................................ 49
g. Lembar kerja 2.4 .................................................................. 52
h. Lembar latihan 2.4................................................................ 53
3. Kegiatan Belajar 3 : Induktor......................... ............................. 54
a. Uraian Materi ....................................................................... 54
b. Lembar Kerja 3.................................................................... 56
c. Lembar Latihan 3.................................................................. 57
4. Kegiatan Belajar 4 : Transformator.............................................. 58
a. Uraian Materi ....................................................................... 58
b. Lembar Kerja 4 .................................................................... 63
c. Lembar Latihan 4.................................................................. 64
5. Kegiatan Belajar 5 : Dioda Semikonduktor............... .................... 65
a. Uraian Materi ....................................................................... 65
b. Lembar Kerja 5.1 ................................................................. 71
c. Lembar Latihan 5.1............................................................... 72
d. Lembar kerja 5.2 .................................................................. 88
e. Lembar latihan 5.2 ............................................................... 89
6. Kegiatan Belajar 6 : Transistor .................................................... 90
a. Uraian Materi ....................................................................... 90
b. Lembar Latihan ................................................................... 100
7. Kegiatan Belajar 7: Komponen Daya....................... .................... 101
a. Uraian Materi ....................................................................... 101
b. Lembar Kerja 7.1 ................................................................. 105
c. Lembar Latihan 7.1 .............................................................. 107
d. Lembar Kerja 7.2 ................................................................. 110
e. Lembar latihan 7.2................................................................ 113
8. Kegiatan Belajar 7: FET....................... ....................................... 114
a. Uraian Materi ....................................................................... 114
b. Lembar Latihan ................................................................... 122
III.EVALUASI ........................................................................................ 123
IV. PENUTUP ........................................................................................ 124
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................. 125
Mengenal Komponen ELektronika 4
Gudang Modul: http://guruelektronika.blogspot.com/
Mengenal Komponen ELektronika 5
PETA KEDUDUKAN MODUL
Dibawah ini diagram pencapaian Kompetensi Menguasai Teori
dasar ELektonika Bengkel Elektronika yang dibagi menjadi 5
modul.
Menguasai teori dasar kelistrikan
Mengenal koomponen elektronika
Matematika terknik dasar dan rumusnya?
Rangkaian elektronika dasar
Anda berada di sini
Elektronika Optic
Gudang Modul: http://guruelektronika.blogspot.com/
PERISTILAHAN/ GLOSSARY
Resistansi : kemampuan suatu bahan untuk menahan besaran listrik
Toleransi : penyimpangan harga yang masih diperbolehkan.
Kapasitansi : kemampuan kapasitor untuk menyimpan muatan listrik.
Gelang warna : kode warna pada komponen resistor dan kapasitor yang
menunjukkan nilai komponen tersebut.
Induktif (XL) : resistansi yang terjadi pada induktor karena dialiri
besaran AC (bolak-balik).
Mengenal Komponen ELektronika 6
Gudang Modul: http://guruelektronika.blogspot.com/
BAB I
PENDAHULUAN
A. DESKRIPSI JUDUL
Mengenal Komponen Elektronika merupakan modul teori dan
praktikum yang membahas jenis dan karakteristik komponen elektronika.
Modul ini terdiri dari 8 delapan) kegiatan belajar. Kegiatan belajar 1
: Resistor , Kegiatan belajar 2 : Kondensator, Kegiatan belajar 3 :
Standarisasi induktor, Kegiatan belajar 4 : tranfsormator, kegiatan belajar
5 : dioda, Kegiatan belajar 6 : Transistor, dan Kegiatan belajar 7 :
Komponen Daya dan 8. Field Effect Transistor.
Dengan menguasai modul ini diharapkan peserta diklat mampu
Menguasai Teori Dasar ELektronika.
B. PRASYARAT
Modul Mengenal Komponen Elektronika merupakan modul ke
dua dalam kompetensi Menguasai Teori Dasar Elektronika yang
merupakan modul kedua dalam pemelajaran maka membutuhkan
persyaratan telah lulus modul Teori Kelistrikan.
C. PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL
1. Petunjuk bagi Peserta Diklat
a. Langkah-langkah belajar yang ditempuh
1) Persiapkan alat dan bahan
2) Bacalah dengan seksama uraian materi pada setiap kegiatan
belajar.
Mengenal Komponen ELektronika 7
Gudang Modul: http://guruelektronika.blogspot.com/
3) Cermatilah langkah langkah kerja pada setiap kegiatan
belajar sebelum mengerjakan, bila belum jelas tanyakan
pada guru.
4) Kembalikan semua peralatan praktik yang digunakan.
b. Perlengkapan yang harus dipersiapkan
Guna menunjang keselamatan dan kelancaran tugas/
pekerjaan yang harus dilakukan, maka persiapkanlah seluruh
perlengkapan yang diperlukan. Beberapa perlengkapan yang harus
dipersiapkan adalah:
1) Satu buah Bread boar (papan percobaan)
2) Kabel Penghubung
3) Alat tulis
4) Komponen pasif dan aktif yang dibutuhkan dalam praktek
5) Solder
6) Desoldering
7) Tang potong dan tang buaya
c. Hasil pelatihan
Peserta diklat mampu melakukan tugas :
1) Mengidentifikasi dan menerapkan fungsi komponen resistor
2) Mengidentifikasi dan menerapkan fungsi komponen kapasitor
3) Mengidentifikasi dan menerapkan fungsi komponen induktor
4) Mengidentifikasi dan menerapkan fungsi komponen
rasnformator
5) Mengidentifikas dan menerapkan fungsi komponen dioda
6) Mengidentifikasi dan menerapkan fungsi komponen transistor
Mengenal Komponen ELektronika 8
Gudang Modul: http://guruelektronika.blogspot.com/
Mengenal Komponen ELektronika 9
7) Mengidentifikasi dan menerapkan fungsi komponen elektronika
daya
8) Mengidentifikasi dan menerapkan fungsi komponen FET
2. Peran Guru
Guru yang akan mengajarkan modul ini hendaknya mempersiapkan
diri sebaik-baiknya yaitu mencakup aspek strategi pemelajaran,
penguasaan materi, pemilihan metode, alat bantu media pemelajaran dan
perangkat evaluasi.
Guru harus menyiapkan rancangan strategi pemelajaran yang
mampu mewujudkan peserta diklat terlibat aktif dalam proses pencapaian/
penguasaan kompetensi yang telah diprogramkan. Penyusunan rancangan
strategi pemelajaran mengacu pada kriteria unjuk kerja (KUK) pada setiap
subkompetensi yang ada dalam GBPP.
D. TUJUAN AKHIR
Peserta diklat dapat mengidentifikasi dan menerapkan komponen
elektronika.
Gudang Modul: http://guruelektronika.blogspot.com/
E. KOMPETENSI
Modul ini merupakan subkompetensi Menguasai Dasar-dasar Teori Elektronika.. Uraian subkompetensi ini dijabarkan seperti ini.
Materi Pokok Pemelajaran Sub
Kompetensi
Kriteria Unjuk
Kerja
Lingkup
Belajar Sikap Pengetahuan Ketrampilan
1 2 3 4 5 6
Mengenal
komponen
elektronika
Resistor dengan beragam nilai diidentifikasi berdasar kode warna atau kode lain dan bahan penyusunnya disebutkan disertai kegunaan masing-masing
Jenis-jenis kapasitor diidentifikasi, dijelaskan fungsi utamanya dan bagaimana metode
Identifikasi
komponen
elektronika
Tekun, teliti, dan cermat dalam mengidentifikasi kode warna dan kode lain dalam resistor, serta kegunaanya dalam menentukan nilai resistansi
Tekun, teliti, dan cermat dalam mengidentifikasi fungsi dan peran kapasistor dalam teknologi elektronika dan kaitannya dengan muatan listrik
Tekun, teliti, dan cermat dalam mengidentifikasi dan prosedur kerja suatu induktor, dan macam-macam bahan pendukung kerja suatu kumparan, serta
Kode warna resistor Cara membaca nilai resistansi dari
resistor Penentuan nilai kapasitor Muatan listrik Bahan yang digunakan untuk
membuat induktor Karakteristik induktor Penentuan nilai induktansi Transformator penaik tegangan Transformator penurun tegangan Kegunaan transformator dalam
bidang teknik elektronika Jenis-jenis transistor Karakteristik transistor Pembiasan transistor Bahan semikonduktor yang
digunakan untuk fabrikasi transistor Karakteristik transistor Komponen elektronika daya : diac,
triac, SCR
Melaksanakan pembacaan - Kode warna resistor - Cara membaca nilai resistansi dari
resistor Sampu mengidentifikasi : - Penentuan nilai kapasitor - Muatan listrik
Mampu mengidentifikasi : - Bahan yang digunakan untuk
membuat induktor - Karakteristik induktor - Penentuan nilai induktansi
Melaksanakan identifikasi yang
berkaitan dengan : - Transformator penaik tegangan - Transformator penurun tegangan - Kegunaan transformator dalam
bidang teknik elektronika Memahami dan mengidentifikasi : - Jenis-jenis transistor
Mengenal Komponen ELektronika 10
Gudang Modul: http://guruelektronika.blogspot.com/
mengubah-ubah nilai kapasitansi, serta diterangkan tentang istilah muatan dan coulomb
Jenis-jenis induktor diidentifikasi dan dijelaskan macam-macam bahan inti, serta bagaimana ukuran diameter kumparan dan kawatnya mempengaruhi nilai induktansinya
Jenis-jenis transformer yang umum diidentifikasi dan disebutkan kegunaannya masing-masing; bagaimana metode step
kaitannya dengan nilai induktansinya
Tekun, teliti, dan cermat dalam mengidentifikasi jenis dan macam transformator yang digunakan sebagai penaik dan penurun tegangan
Tekun, teliti, dan cermat dalam mengidentifikasi jenis dan macam transistor beserta tegangan bias transistor
Tekun, teliti, dan cermat dalam mengidentifikasi variasi rangkaian pada transistor dan masing-masing kegunaannya dalam teknologi elektronika
Tekun, teliti, dan cermat dalam melaksanakan perbandingan antara tyristor dengan diac, triac, dan kegunaan masing-masing
Tekun, teliti, dan cermat dalam mengidentifikasi diode zener dan kegunaannya dalam rangkaian elektronika
Tekun, teliti, dan cermat
Karakteristik komponen elektronika daya
Karakteristik zener diode Kurva karakteristik Karakteristik komponen elektronika
berbasis optik dan karakteristiknya : - LED - LCD - Photovoltaic - Photoresistor - Photodiode - Phototransistor
Karakteristik dan aplikasi MOSFET
- Karakteristik transistor - Pembiasan transistor
Memilih dan mngetahui : - Bahan semikonduktor yang
digunakan untuk fabrikasi transistor - Karakteristik transistor
Melakukan perbandingan yang berkaitan dengan : - Komponen elektronika daya : diac,
triac, SCR - Karakteristik komponen elektronika
daya Mampu mengidentifikasi : - Karakteristik zener diode - Kurva karakteristik
Mampu mengidentifikasi Karakteristik komponen elektronika berbasis optik dan karakteristiknya : - LED - LCD - Photovoltaic - Photoresistor - Photodiode - Phototransistor
Mampu mengaplikasikan MOSFET dalam rangkaian
Mengenal Komponen ELektronika 11
Gudang Modul: http://guruelektronika.blogspot.com/
up/down dan dijelaskan kenapa diperlukan laminasi.
Beberapa jenis transistor diidentifikasi berdasarkan jenis dan kegunaannya, seperti unijunction, FET, dan MOSFET; dijelaskan beta dan alfa dan tegangan bias DC yang umum dipakai
Semiconductor yang lain diidentifikasi dan dijelaskan kegunaannya, misalnya gun-diode, darlington, dan transistor unijunction yang lain
Thyristor dibandingkan
dalam mengidentifikasi komponen-kompenen elektronika yang berbasis cahaya, beserta kegunaan masing-masing dalam sistem elektronika
Tekun, teliti, dan cermat dalam mengaplikasikan MOSFET dalam rangkaian elektronika
Mengenal Komponen ELektronika 12
Gudang Modul: http://guruelektronika.blogspot.com/
dengan semikonduktor lain; diac, triac, dan SCR, dan dijelaskan kegunaan masing-masing
Batasan kerja diode zener dijelaskan dan digambarkan kegunaannya dalam rangkaian regulator
Berbagai piranti optik yang umum disebutkan misalnya LED, LCD, Laser, dll. Digambarkan bagaimana photovoltaic diaktifkan. Simbol-simbol dari photoresistor, photodiode, phototransistor digambarkan dan dijelaskan dari bahan apa
Mengenal Komponen ELektronika 13
Gudang Modul: http://guruel gspot.com/
Mengenal Komponen ELektronika 14
ektronika.blo
piranti ini dibuat
Dijelaskan
aplikasi dari
MOS, CMOS,
dan FET
Gudang Modul: http://guruelektronika.blogspot.com/
F. CEK KEMAMPUAN
Sebelum mempelajari modul ini, isilah cek list (√) kemampuan yang telah anda miliki dengan sikap jujur dan dapat dipertanggung jawabkan:
Jawaban Sub Kompetensi Pernyataan
Ya Tidak Bila Jawaban “Ya” Kerjakan:
Saya mampu
mengidentifikasi dan
menguasai teori
komponen resistor
Soal Tes Formatif 1
Saya mampu
mengidentifikasi dan
menguasai teori
komponen kapasitor
Soal Tes Formatif 2
Saya mampu
mengidentifikasi dan
menguasai teori
komponen induktor
Soal Tes Formatif 3
Mengenal komponen
elektronika
Saya mampu
mengidentifikasi dan
menguasai teori
komponen transformator
Soal Tes Formatif 4
Mengenal Komponen ELektronika 15
Gudang Modul: http://guruelektronika.bl
Mengenal Komponen ELektronika 16
ogspot.com/
Saya mampu
mengidentifikasi dan
menguasai komponen
dioda
Soal Tes Formatif 5
Saya mampu
mengidentifikasi dan
menguasai komponen
trasistor
Soal Tes Formatif 6
Saya mampu
mengidentifikasi dan
menguasai komponen
elektronika daya
Soal Tes Formatif 7
Saya mampu
mengidentifikasi dan
menguasai komponen FET
Soal Tes Formatif 8
Elektronika Industri
BAB II
PEMELAJARAN
RENCANA PEMELAJARAN
Kompetensi : Meguasai Teori Dasar Elektronika
Sub Kompetensi : Mengenal Komponen Elektronika
Jenis Kegiatan Tanggal WaktuTempat
Belajar
Alasan
Perubahan
Tanda
Tangan
Guru
Mempelajari Resistor
Mempelajari
kapasitor
Mempelajari
induktor
Mempelajari
transformator
Mempelajari dioda
Mempelajari
transistor
Teori Dasar Elektronika 17
Elektronika Industri
Teori Dasar Elektronika 18
Jenis Kegiatan Tanggal WaktuTempat
Belajar
Alasan
Perubahan
Tanda
Tangan
Guru
Mempelajari
komponen
elektronika daya
Mempelajari FET
Elektronika Industri
KEGIATAN BELAJAR 1
RESISTOR
Mengenal Resistor
Tahanan (resistor) adalah suatu komponen elektronika yang berfungsi
untuk membagi (menurunkan) tegangan dan mengatur kuat arus listrik.
Adapun simbol dari tahanan (resistor) yaitu:
atau
Gambar 1.1 Simbol Resistor
Besarnya arus yang mengalir sebanding dengan pertambahan
(kenaikan) tegangan. Semakin tinggi tegangan maka kuat arusnya semakin
besar.
Untuk menentukan nilai tahanan dapat dilakukan /digunakan “
HUKUM OHM “ yang berbunyi “ Besarnya arus listrik yang mengalir dalam
suatu rangkaian berbanding lurus dengan beda potensial dan berbanding
terbalik dengan tahanan yang dinyatakan dengan rumus:
IVR = atau
IE
Dimana :
V= E = besarnya tegangan dalam satuan volt
I = kuat arus yang mengalir dalam rangkaian dalam satuan ampere
I. Macam - macam Tahanan
a. Tahanan Tetap
Tahan tetap memiliki nilai tahanan yang sudah ditetapkan pada
produksinya. Nilai tahanan ada yang tertulis langsung dibadan nya, ada juga
yang memakai kode warna dengan nilai yang tertentu besar nya.
Teori Dasar Elektronika 19
Elektronika Industri
b. Tahanan yang Variabel (Variabel Resistor) yang dapat
diatur secara manual
1.TRIMER POTENSIO(TRIMPOT)
• Nilai perlawanan nya dapat ditrim dengan mengunakan obeng.
• Alat ini banyak dipakai pada sirkit stabilisasi arus dan tegangan.
• Nilai ukur Ohmnya ada yang tertulis langsung (misal 5K),ada
juga yang memakai sistim hitungan .
Contoh:
Pada badan nya tertulis 502 (angka terakhir = banyak nya nol)
Angka terakhir 2 =banyak nol dua(00)
Ini berarti nilai nya = 5000 =5K
Pada badan nya tertulis 203 (angka terakir = banyak nya nol )
Angka terakhir 3 =banyak nol tiga (000)
ini berarti nilai nya =20000Ω =20K
Gambar 1.2
2.POTENSIO METER (CONTROL POTENSIO METER)
Ada dua model potensio yaitu yang model putar dan model slide.
Alat ini dipakai untuk keperluan pengatur volume suara, pengatur
nada bass –trebel, pengatur balance dan lain –lain.
Ada dua jenis potensiometer berdasarkan pemakaiannya:
Teori Dasar Elektronika 20
Elektronika Industri
1. Potensiometer Linear, digunakan untuk pengatur balance dan nada.
Yang ditandai dengan Lin / B (misal: Lin 50K / B 50K).
2. Poteniometer Logaritmic, digunakan untuk pengatur volume. Yang
ditandai dengan Log / A (misal: Log 50K / A 50K).
Gambar 1.3
C. Tahanan variable yang di pengaruhi lingkungan
1. NTC THERMISTOR (NTC = Negatif Temperature Coeficient).
Sifat NTC yaitu pada waktu dingin (temperatur udara biasa) nilai
tahanannya besar, setelah panas nilai tahanannya menurun / mengecil. Nilai
tahanannya yaitu 170Ω, 200Ω, 100Ω, 47Ω, dll. NTC digunakan pada
transistor penguat akhir.
2. PTC THERMISTOR (PTC = Positif Temperatur Coefficient)
Sifat PTC yaitu pada udara biasa nilai tahanannya kecil dan saat panas
nilai tahanannya besar. PTC digunakan untuk melindungi voltase suply
terhadap beban yang mengambil arus terlalu besar.
3. VDR (VOLTAGE DEPENDENT RESISTOR)
Teori Dasar Elektronika 21
Elektronika Industri
VDR adalah resistor yang nilai hambatannya tergantung dari besarnya
tegangan , dimana pada kenaikan tegangannya, maka nilai hambatannya
akan turun. Pada Gambar 7 di bawah menunjukkan karakteristik sebuah
VDR, dimana arusnya digambarkan sebagai hambatan terhadap
tegangannya. Resistor VDR biasa digunakan pada pesawat televisi.
Gambar 1.4 Karakteristik Arus -Tegangan sebuah VDR.
3. LDR (Light Dependent Resistor)
Resistor LDR adalah resistor yang nilai hambatannya akan
menurun jika terkena cahaya. Pada Gambar 6 di bawah memperlihatkan
rangkaian relai dengan LDR dimana tegangan antara apitan-apitan masuk
dari rangkaian penguat akan naik jika LDR terkena cahaya. Rangkaian
penguat ini mengemudikan sebuah relai. Rangkaian ini digunakan misalnya
untuk enggerakan sebuah pintu garasi, dimana jika mobil berada di depan
pintu garasi, maka cahaya lampu mobil akan menyinari LDR sehingga akan
mengerjakan relai dan membuka pintu garasi.
Teori Dasar Elektronika 22
Elektronika Industri
Gambar 1.5 Rangkaian Relai dengan LDR.
II. Toleransi
Toleransi adalah besarnya persentase nilai tahanan yang diizinkan
sehingga menghasilkan nilai maksimum dan nilai minimum.
III. MENENTUKAN NILAI TAHANAN RESISTOR
Kode Warna Resistor
Kode warna pada resistor menyatakan harga resistansi dan
toleransinya. Semakin kecil harga toleransi suatu resistor adalah semakin
baik, karena harga sebenarnya adalah harga yang tertera ± harga
toleransinya. Misalnya suatu resistor harga yang tertera = 100 Ω mempunyai
toleransi 5%, maka harga sebenarnya adalah:
Harga resistor = 100 – (5% x 100) s/d 100 + (5% x 100)
= 95 Ω s/d 105 Ω.
Terdapat resistor yang mempunyai 4 gelang warna dan 5 gelang
warna seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini :
Gambar 1.6 Resistor dengan 4 Gelang dan 5 Gelang Warna. 1 2 3 4 5 1 2 3 4
Teori Dasar Elektronika 23
Elektronika Industri
Tabel Kode Warna pada Resistor 4 Gelang
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Toleransi/
%)
Hitam - 0 1 -
Coklat 1 1 10 1
Merah 2 2 102 2
Oranye
(jingga)
3 3 103 3
Kuning 4 4 104 4
Hijau 5 5 105 5
Biru 6 6 106 6
Ungu 7 7 107 7
Abu-
abu
8 8 108 8
Putih 9 9 109 9
Emas - - 10-1 5
Perak - - 10-2 10
Tanpa
warna
- - 10-3 20
Arti kode warna pada resistor 4 gelang adalah :
Gelang 1 = Angka pertama
Gelang 2 = Angka kedua
Gelang 3 = Faktor pengali
Gelang 4 = Toleransi
Arti kode warna pada resistor 5 gelang adalah :
Gelang 1 = Angka pertama
Teori Dasar Elektronika 24
Elektronika Industri
Gelang 2 = Angka kedua
Gelang 3 = Angka ketiga
Gelang 4 = Faktor pengali
Gelang 5 = Toleransi
Kode Huruf Resistor
Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf biasanya adalah
resistor lilitan kawat yang diselubungi dengan keramik/porselin, seperti
terlihat pada gambar di bawah ini :
5W
22RJ
Gambar 1.7 Resistor dengan Kode Angka dan Huruf
Arti kode angka dan huruf pada resistor ini adalah sebagai berikut :
- 82 k Ω 5% 9132 W
82 k Ω berarti besarnya resistansi 82 k Ω (kilo ohm)
5% berarti besarnya toleransi 5%
9132 W adalah nomor serinya
- 5 W 0,02 Ω J
5 W berarti kemampuan daya resistor besarnya 5 watt
0,22 Ω berarti besarnya resistansi 0,22 Ω
J berarti besarnya toleransi 5%
- 5 W 22 R J
5 W berarti kemampuan daya resistor besarnya 5 watt
22 R berarti besarnya resistansi 22 Ω
J berarti besarnya toleransi 5%
- 5 W 1 k Ω J
Teori Dasar Elektronika 25
Elektronika Industri
5 W berarti kemampuan daya resistor besarnya 5 watt
1 k Ω berarti kemampuan besarnya resistansi 1 k Ω
J berarti besarnya toleransi 5%
- 5 W R 1 k
5 W berarti kemampuan daya resistor sebesar 5 watt
R 1 K berarti besarnya resistansi 1 k Ω
- RSN 2 P 22 kk
RSN 2 P berarti nomor seri resistor
22 k berarti besarnya resistansi 22 k Ω
k berarti besarnya toleransi 10%
- 1 k 5 berarti besarnya resistansi 1,5 k Ω
IV. Rangkaian Resistor
Ada tiga macam sambungan hambatan / resistor, yaitu sambungan
seri, sambungan paralel dan sambungan campuran (seri-paralel). Dari
beberapa resistor yang disambung dengan jalan di atas, dapat ditentukan
satu buah hambatan pengganti.
1. Sambungan Seri
Sambungan seri disebut juga sambungan deret. Resistor-resistor
dikatakan sambungan seri apabila dua resistor atau lebih disambung
dengan cara ujung akhir dari resistor pertama disambungkan dengan
ujung awal dari resistor kedua, ujung akhir resistor kedua disambungkan
dengan ujung awal resistor ketiga dan seterusnya..
Contoh pada Gambar 1.8 tiga buah hambatan yaitu: AB, CD, EF
disambung seri
F D B A
E C
Gambar 1.8 . Rangkaian Seri
Teori Dasar Elektronika 26
Elektronika Industri
Rangkaian di atas menunjukkan, ujung B disambung dengan ujung C
dan ujung D disambung dengan ujung E.
Untuk mengetahui berapa besar satu hambatan pengganti dari
sambungan seri dari beberapa hambatan, dapat dibuktikan dengan
menggunakan hukum Ohm dan Kirchoff. Hal ini dapat dijelaskan dengan
menggunakan Gambar 1.9.
R1 R1 R1A B C D A D
V1 V2 V3
V
I
Gambar 1.9 Resistor Seri
Pada rangkaian resistor seri di atas ada beberapa hal yang perlu
diperhatikan yaitu :
1. Arus listrik yang mengalir pada ketiga resistor sama.
2. Drop tegangan pada tiap resistor berbeda jika besar resistansi sama.
3. Jumlah dari ketiga drop tegangan sama dengan tegangan sumber.
Untuk menghitung resistansi ekivalen dari ketiga resistor adalah sebagai
berikut.
V1 = IR1 V2 = IR2 V3 = IR3
V = V1 + V2 + V3
V = IR1 + IR2 + IR3
= I (R1 + R2 +R3)
321 RRRIV
++=
IV
merupakan resistansi ekivalen R sehingga R = R1 + R2 +R3.
Teori Dasar Elektronika 27
Elektronika Industri
2. Sambungan Paralel
Jika resistor R1, R2,R3 disusun seperti gambar 1.10 maka disebut dengan
susunan paralel.
Gambar 1.10. Resistor Paralel
RI1
RI2
R
V
I3
I
Pada rangkaian resistor paralel ada beberapa hal yang perlu diperhatikan
diantaranya :
1. Drop tegangan pada setiap resistor sama.
2. Arus pada setiap resistor berbeda sesuai hukum ohm.
3. Arus total merupakan jumlah dari ketiga arus cabang.
Untuk menghitung resistansi ekivalen dari susunan resistor paralel
sebagai berikut :
RVI
RVI
RVI
33
22
11 ===
I = I1 + I2 + I3
321 RV
RV
RVI ++=
321 R1
R1
R1
VI
++=
321 R1
R1
R1
R1 sehingga
R1
VI
++==
Jika resistor hanya dua buah disusun paralel maka
21
21
21 R RRR
R1
R1
R1 +
=+=
Teori Dasar Elektronika 28
Elektronika Industri
2 1
2 1
RRRRR+
=
3. Sambungan Seri dan Paralel
Sambungan seri-paralel merupakan sambungan atau rangkaian yang
terdiri dari resistor-resistor yang tersambung dalam “sistem seri” maupun
“sistem paralel”. Sebagai contoh dapat dilihat pada Gambar 1.11 di
bawah ini. R2
R3
B R1 A C
V
Gambar 1.11. Rangkaian Sambungan Seri dan Paralel
Dalam rangkaian/sambungan ini, R2 paralel dengan R3, kemudian
hambatan penggantinya (RBC) disambung seri dengan R1.
Untuk mencari hambatan pengganti dari sambungan di atas yaitu
besarnya hambatan antara titik A – C dapat dilakukan dengan terlebih
dahulu mencari hambatan pengganti antara titik B – C, yaitu RBC yang
diseri dengan R1 dan R2 dengan R3. Selanjutnya RBC ini diseri dengan R1
yang hasilnya merupakan hambatan pengganti antara titik A – C yang
disebut RAC. Untuk lebih jelasnya perhatikan Gambar 1.12 dan 1.13 di
bawah ini.
B
R1 A C
V
RBC
Gambar 1.12. Gambar Hasil Penyederhanaan
Teori Dasar Elektronika 29
Elektronika Industri
RBC = R1 // R2
RAC = R1 + RBC
RBC = R2 // R3
A C
V
RA
Gambar 1.13 Gambar Hasil Penyederhanaan
Teori Dasar Elektronika 30
Elektronika Industri
Lembar Kerja 1.1
Alat dan Bahan
1. Ohmmeter ............................................................ 1 buah
2. Resistor 4 gelang.................................................... 5 macam
3. Resistor 5 gelang.................................................... 5 macam
4. Resistor dari bahan porselin .................................... 10 macam
Kesehatan dan Keselamatan Kerja
1. Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar kegiatan
belajar!
2. Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter, amper meter
dan ohm meter), mulailah dari batas ukur yang besar!
3. Jangan meletakkan alat dan bahan ditepi meja!
Langkah Kerja
1. Siapkan alat dan bahan yang diperlukan!
2. Amatilah kode warna pada masing resistor 4 gelang dan 5 gelang!
3. Ukurlah resistansi resistor satu-persatu dengan Ohmmeter !
4. Catatlah harga resistor tersebut pada Tabel 5 di bawah ini!
5. Ulangilah langkah no. 2 dan 3 untuk huruf masing-masing resistor
yang mempunyai kode angka dan huruf!
6. Catatlah harga resistor tersebut pada Tabel 6 di bawah ini!
7. Bandingkan hasil pengamatan dengan hasil pengukuran!
8. Buatlah kesimpulan !
9. Kembalikan semua alat dan bahan!
Teori Dasar Elektronika 31
Elektronika Industri
Tabel 5. Data Hasil Pengamatan Kode Warna pada Resistor
R Gel-
ang
1
Gel-
ang
2
Gel-
ang
3
Ge-
ang
4
Harga
pengamatan
(Ω)
Harga
pengukuran
(Ω)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Lembar Latihan1.1
1. Apakah resistor itu ?
2. Tentukanlah nilai tahanan, dan tahanan maksimum (Rmaks) dan
minimum (Rmin) dengan kode gelangan warna dibawah ini:
a. Merah, kuning, hijau, emas
b. Cokalt, hitam, kuning, perak
c. Kuning, jingga, jingga, tanpa warna
d. Merah, merah, merah, emas
e. Hijau, abu-abu, kuning, tanpa warna
3. Tentukanlah nilai tahanan, dan tahanan maksimum (Rmaks) dan
minimum (Rmin) dengan kode gelangan warna dibawah ini:
a. Hijau, kuning, biru, kuning, emas
b. Kuning, hijau, biru, biru, emas
c. Biru, putih, jingga, jingga, perak
4. Apa arti kode 5 W 22 R J pada resistor ?
Teori Dasar Elektronika 32
Elektronika Industri
Lembar Kerja 1.2
Alat dan Bahan :
1. Multimeter atau Ohmmeter ................................. 1 buah
2. Sumber tegang DC atau variabel 0 – 20 V ........... 1 buah
3. Amperemeter DC ............................................... 1 buah
4. Resistor 10 K Ohm ............................................. 4 buah
5. Kabel penghubung ............................................. secukupnya
Kesehatan dan Keselamatan Kerja
1. Jangan menghubungkan ke sumber tegangan sebelum rangkaian
benar!
2. Perhatikan batas ukur dari alat ukur yang digunakan.jangan
menggunakan alat ukur melebihi kemampuan!
3. Hindari penggunaan sambungan terbuka!
4. Letakan peralatan pada tempat aman mudah dijangkau dan mudah
diamati!
5. Pastikan posisi awal sumber tegangan DC pada posisi 0!
Langkah Kerja
1. Siapkan alat dan bahan yang digunakan dalam percobaan ini!
2. Ambillah 4 resitor!
3. Buatlah rangkaian seperti gambardi bawah ini!
4. Ukurlah besar arus dan tegangan! Masukkan data pengukuran pada
tabel pengukuran.
Teori Dasar Elektronika 33
Elektronika Industri
5. Buatlah rangkaian seperti gambardi bawah ini!
Rangkaian seri
6. Ukurlah besar arus dan tegangan! Masukkan data pengukuran pada
tabel pengukuran.
7. Buatlah rangkaian seperti gambar di bawah ini:
Rangkaian paralel
Teori Dasar Elektronika 34
Elektronika Industri
8. Ukurlah besar arus dan tegangan! Masukkan data pengukuran pada
tabel pengukuran.
9. Buatlah kesimpulan untuk praktek yang telah dilakukan.
Pengukuran 1
Besar tegangan Besar arus
Pengukuran 2
Rangkaian seri
Rangkaian Besar Arus Total V1 V2
1
2
Pengukuran 3
Rangkaian Paralel
Rangkaian Besar tengangan
Total
I1 I2
1
2
Kesimpulan:
...........................................................................................................
...........................................................................................................
...........................................................................................................
...........................................................................................................
...........................................................................................................
Teori Dasar Elektronika 35
Elektronika Industri
Teori Dasar Elektronika 36
Lembar Latihan 1.2
1. Hitunglah besarnya RAB dan I dari rangkaian di bawah ini !
Diketahui besarnya masing-masing R adalah sebagai berikut :
R1 = 2 Ohm, R2 = 10 Ohm,
R3 = 15 Ohm, R4 = 6 Ohm,
R5 = 60 Ohm dan R6 = 40
Ohm.
2. Berapakah besar hambatan pengganti antara A dan B, bila besarnya
hambatan yang terpasang masing-masing adalah 20 Ohm !
3. Hitunglah hambatan ekivalen antara A dan B dari rangkaian di bawah
ini dalam !
R1 R2
R3
R4 R5
R6
12 V A B
I
8Ω
16 Ω
16 Ω
9 Ω
18 Ω
20 Ω
6 Ω
B A
A B
Elektronika Industri
4. Hitunglah besarnya hambatan ekivalen antara A dan B dari rangkaian
di bawah ini jika semua nilai dalam satuan ohm (Ω) !
100
100
100
120
25
40
Teori Dasar Elektronika 37
Elektronika Industri
Evaluasi
1. Hitunglah resistansi masing-masing kawat jika diketahui resistansi dua
kawat adalah 25 ohm pada saat disusun seri dan 6 Ω pada saat disusun
paralel !
2. Kawat nikelin panjang 2 meter mempunyai tahanan 50 ohm. Jika arus
yang mengalir pada kawat 200 m A maka hitunglah :
a. tegangan antara ujung kawat
b. tegangan kawat sepanjang 1 meter
c. tegangan kawat sepanjang 40 cm
3. Hitunglah RAB dari susunan tahanan di bawah ini !
A
5 6
10
20 20
B
Teori Dasar Elektronika 38
Elektronika Industri
KEGIATAN BELAJAR 2
KONDENSATOR
Uraian Materi
I. Mengenal kondensator
Kondensator adalah komponen pasif yang dapat menyimpan muatan
listrik. Kondensator sering juga disebut sebagai Kapasitor . Pada dasarnya
kondensator adalah dua penghantar yang tersekat satu dari yang lainnya
oleh suatu bahan semi isolator .
Penghantar Isolator
A
B
gambar 2.1
Perhatikan gambar 2.1 , A dan B adalah penghantar yang berbentuk
kawat, kepingan , selinder atau sebagainya. Diantara penghantar itu ada
bagian isolasi (udara , kertas, mika dan sebagainya). Bahan isolasi ini disebut
bahan dilektrika.
Konsensator-kondensator yang dipakai dalam teknik elektronika
mempunyai berbagai bentuk seperti bentuk blok, pipih dan silinder. Bahan
dielektrika yang digunakan juga berbagai macam seperti kertas, keramik,
udara, elektrolit dan mika. Kondensator biasanya dinamai berdasarkan bahan
dielektrikanya.
Kemampuan kondensator untuk menyimpan muatan listrik (daya
listrik) disebut kapasitansi kondensator. Kapasitansi itu dinyatakan dalam
satuan Farad.
Besar kapasitansi kondensator tergantung pada :
- Luas keping penghantar,
- Jarak antara keping penghantar atau tebalnya bahan dielektrika,
- Jenis dielektrika yang digunakan.
Teori Dasar Elektronika 39
Elektronika Industri
Teori Dasar Elektronika 40
Secara matematis ditulis:
dAC.4
.πε
=
dimana : A = Luas penghantar dalam cm2
d = tebalnya dielektrika dalam cm
π = 3,14
ε = konstanta dielektrika.
C= Kapasitas kondensator
Apabila diantara keping-keping kondensator (penghantar-
penghantarnya) diberi tegangan 1 Volt, kondensator dapat menyimpan
muatan listrik sebanyak 1 Coulumb, maka kapasitansi kondensator tersebut
adalah 1 Farad.
Gambar2.2
Guna keperluan praktek, satuan Farad terlalu besar , maka dipakailah
satuan yang lebih kecil, yaitu:
1 mikro Farad (uF) = .......... Farad
1 nano Farad (nF) = .......... Farad
1 piko Farad (pF) = .......... Farad
Secara umum kondensator terbagi dua:
1. Kondensator tetap, yaitu kondensator yang memiliki nilai kapasitansi
konstan (tetap). Kondensator ini biasanya dikelompokan menjadi:
a) Kondensator non polar, yaitu kondensator yang tidak memiliki
polaritas positif dan negatif. Simbolnya adalah seperti di bawah ini:
gambar 2.3
1V
1 Coulumb
Elektronika Industri
b) Kondensator bipolar, yaitu kondensator yang memiliki polaritas
positif dan negatif. Simbolnya adalah seperti dibawah ini:
gambar 2.4
2. Kondensator variabel, yaitu kondensator yang nilai kapasitansinya dapat
diubah-ubah sesuai kebutuhan.
gambar 2.5
II. Fungsi Kondensator
1. Kondensator sebagai penyimpan muatan listrik.
Jika sebuah kondensator dihubungkan dengan sumber tegangan,
seperti pada gambar 1.6, maka pada keping penghantar yang terhubung
dengan kutub negatif sumber tegangan akan kelebihan elektron, dan keping
penghantar yang terhubung dengan kutub positif sumber tegangan akan
kekurangan elektron. Akibatnya muatan listrik akan tersimpan dalam
kondensator sehingga menyebabkan kondensator mempunyai tegangan dan
bersifat seperti baterai. Kejadian seperti ini kita sebut dengan pengisian
kondensator.
Muatan listrik yang ada dalam kondensator akan tersimpan untuk
beberapa lama, sampai dilakukan pengosongan muatan.
gambar2.6
Pengisian muatan kondensator
Teori Dasar Elektronika 41
Elektronika Industri
Teori Dasar Elektronika 42
= Arah arus
= Arah aliran elektron
gambar 2.7
Polaritas kondensator setelah diisi muatan listrik
Jika kondenstor yang telah diisi muatannya dihubungkan kedua
kutubnya dengan sebuah tahanan seperti terlihat pada gambar 1.8, maka
elektron dari keping yang berpolaritas negatif akan mengalir menuju keping
yang berpolaritas positif. Sedangkan arus mengalir dari keping yang
berpolaritas positif menuju keping yang berpolaritas negatif. Peristiwa seperti
ini adalah pengosongan muatan kondensator.
gambar 2.8
Pengosongan muatan kondensator
= Arah arus
= Arah aliran elektron
Setelah beberapa saat, perpindahan elektron dari keping negatif
kondensator menuju keping yang berpolaritas positif mengakibatkan jumlah
Mejadi kekurangan elektron(berpolaritas positf)
Mejadi kelebihan elektron(berpolaritas negatif)
Elektronika Industri
Teori Dasar Elektronika 43
elektron pada kedua keping menjadi sama. Pada kondisi ini kedua keping
menjadi netral dan disebut kondisi kondensator telah kosong.
Lamanya pengisian dan pengosongan kondensator tergantung pada
besarnya kapasitas kondensator dan besarnya arus yang mengalir saat
mengisi dan mengosongkan kondensator tersebut. Semakin besar kapasitas
kondensator, semakin lama waktu pengisian dan pengosongannya.
2. Kondensator melawatkan arus listrik bolak balik (AC)
Pada gambar 2.1, sebuah kondensator dialiri arus bolak-balik. Mula-
mula terminal dari pada sumber arus berpotensial positif dan terminal bawah
berpotensial negatif, perhatikan gambar(a). Maka mengalirlah arus
pemuatan yang menyebabkan keping atas kondensator bermuatan positif,
dan keping bawah bermuatan negatif. Tetapi saat berikutnya potensial pada
kutub-kutub sumber bertukar . Terminal atas berubah menjadi negatif dan
terminal bawah berubah menjadi terminal positif, perhatikan gambar (b).
Dengan demikian sekarang arus permuatan berbalik arah. Dengan demikian
sekarang arus pemuatan berbalik arah. Jadi kondensatorpun bertukar
polaritas keping-kepingnya.
Kejadian itu berualang terus-menerus, sehingga didapat aliran arus
bolak-balik yang melalui kondensator Kejadian sebenarnya adalah, bahwa :
arus pemuatan berbolak-balik arah.
- - - -
++++
-
+
- - - -
++++ +
-
Elektronika Industri
Teori Dasar Elektronika 44
gambar 2.9
Kondensator dalam rangkaian arus bolak balik
Jika kondensator berada dalam rangkaian arus bolak-balik, maka arus
dan tegangan tidak akan berbarengan mencapai titik nol ataupun titik
maksimum. Dalam kejadian seperti ini dikatakan bahwa antara arus dan
tegangan tidak sefasa. Perhatikan gambar 2.10.
gambar 2.10
Jalannya arus dan tegangan bolak-balik pada kondesator,
I mendahului V sebesar 900.
Dalam gambar grafik, sumbu horizontal tidak dinyatakan dalam
satuan waktu, melainkan dalam derajat listrik. Satu periode terbagi dalam
3600 , dengan demikian ½ perioda sama dengan 1800 , dan ¼ perioda sama
dengan 900.
Kita lihat bahwa arus mendahului tegangan sebesar 900, I sudah
berjalan 900 dan maksimum sementara V masih 0.
3. Kondensator mem-blocking arus searah.
Apabila kondensator dihubungkan dengan rangkian arus searah, kita
berharap bahwa tidak ada arus yang mengalir sebab pada kondensator
terdapat bahan dielektrika. Seperti telah kita ketahui bahwa kondensator
terdiri dari dua keping konduktor yang dipisahkan oleh bahan dielektrika
yang bersifat sebagai isolator, jadi pada kondensator tersebut arus searah
yang masuk pada salah satu kepingnya tidak akan mengalir menuju keping
yang kedua.
V
36002700180090000
I
Elektronika Industri
Pada praktek pengukurannya, saat pertama kali catu daya tegangan
searah diberikan pada kondensator terdapat arus yang mengalir pada
kondensator, namun arus tersebut hanya sesaat sebagai pengisi muatan
pada kedua keping kondensator. Setelah kondensator penuh maka arus tidak
lagi mengalir. Arus yang mengalir sangat singkat tersebut tidak dapat
diambil manfaatnya, karena itu kita katakan arus DC tidak dapat mengalir
pada kondensator.
4. Kapasitor sebagai Filter
Telah kita pahami sebelumnya bahwa kondensator dapat melewatkan arus
bolak-balik dan mem-blocking (tidak melewatkan) arus searah. Tahanan
sebuah kondesator yang disebut reaktansi kapasitif (XC) menjadi kecil jika
dialiri arus bolak balik dan menjadi sangat besar bahkan tak terhingga jika
dialiri arus searah.
Secara matematis, besarnya rreaktansi kapasitif (XC) dirumuskan
sebagai berikut:
fCXc
π21
=
Hubungan besarnya reakatansi kapasitif dengan frekuensi dan
kapasitansi adalah berbanding terbalik. Semakin besar frekuensi dan
kapasitansi maka reaktansi kapasitif menjadi semakin kecil. Maka arus AC
yang mempunyai frekuensi tinggi dapat melalui kondesator dengan mudah
karena reaktansi kapasitifnya sangat kecil.
Sebaliknya jika arus searah yang mamiliki frekuensi = 0 melalui
kondensator maka reaktansi kapasitif menjadi tak terhingga.
Sebagai contoh, sebuah kondensator dengan nilai kapasitansi 1000 uF
dialiri arus AC 12 Volt 50 Hz, maka besarnya reaktansi kapasitif
kondensator tersebut adalah:
fC
Xcπ21
=
Teori Dasar Elektronika 45
Elektronika Industri
uFXc
1000.50.14,3.21
=
1,0.4,311
=Xc
Ω== 18,3314,01Xc
Kemudian jika kondensator tersebut dialiri arus searah, besar
reaktansi kapasitifnya adalah:
fCXc
π21
=
uFXc
1000.0.14,3.21
=
∞==01Xc , tak terhingga.
Sifat kondensator yang mempunyai tahanan kecil terhadap arus AC
dan tahanan tak terhingga terhadap arus DC, dimafaatkan dalam rangkaian
penyearah catu daya (adaptor) sebagai filter untuk menghasilkan tegangan
DC yang benar-benar rata tanpa riak (ripple) tegangan pada outputnya.
gambar 2.11
Perhatikan gambar 4.1, tegangan AC yang telah diturunkan
besarnya dengan tranformator step-down diberikan ke penyearah jembatan.
Penyearah ini adalah penyearah gelombang penuh. Outputnya merupakan
gelombang setengah siklus yang masih memiliki riak (ripple) . Dengan
mengunakan kondensator sebagai filter maka tegangan output yang
Teori Dasar Elektronika 46
Elektronika Industri
berbentuk gelombang setengah siklus tersebut disaring dengan cara
melewatkan riak melalui kondensator menuju ground. Sedangkan tegangan
ratanya tidak dilewatkan ke ground , dan diberikan ke beban pada
outputnya.
Input AC Hasil Penyearah Filter Ouput DC
gambar 2.12
Teori Dasar Elektronika 47
Elektronika Industri
Lembar kerja 2.1
I. Tujuan: Peserta didik dapat membuktikan fungsi kondensator sebagai
penyimpan muatan listrik.
II. Peralatan:
1 buah Kondensator Trainer
1 buah catu daya DC 12 V
III. Langkah kerja:
3.1.Berdoalah sebelum memulai pekerjaan.
3.2.Siapkanlah Kondensator Trainer dan Catu daya
3.3.Pada kondensator Trainer, percobaan ini adalah Percobaan 1.
Hubungkanlah catu daya pada terminal input DC 12 V. Catu daya
harus dalam kondisi OFF.
3.4.Posisikanlah saklar pada kondisi 2. Amati kondisi lampu.
3.5.ON-kan catu daya. Posisikan sakelar pada posisi 1 untuk
beberapa saat (± 5 detik). Pada kondisi ini, kondensator mengisi
muatan.
3.6.Ubah posisi saklar pada posisi 2. Amati kondisi lampu. Dengan
menggunakan stop watch, hitunglah lama hidupnya lampu.
3.7.Buatlah kesimpulan dari percoban yang telah anda lakukan.
Kesimpulan:
.................................................................................................................
.........................................................................................................
Teori Dasar Elektronika 48
Elektronika Industri
Latihan 2.1
Jawablah pertanyaan dibawah ini:
1. Sebutkanlah bahan-bahan dielektrika kondensator!
2. Apakah yang dimaksud dengan kapasitansi kondensator?
3. Sebutkan satuan-satuan kapasitas kondensator!
4. Jelaskan bagaimana jalannya arus pengisian dan pengosongan muatan
kondensator!
Teori Dasar Elektronika 49
Elektronika Industri
Lembar Kerja 2.2
I. Tujuan: Peserta diklat dapat menerapkan fungsi kondensator sebagai
filter dalam rangkaian penyearah.
II. Alat dan bahan:
1 buah Kondensator Trainer
1 buah sumber tegangan AC 12 V.
1 buah oscilloscope
III. Langkah kerja:
3.1. Berdoalah sebelum melakukan kegiatan belajar
3.2. Buatlah rangkaian seperti gambar 4.3 (rangkaian ini terdapat
pada Kondensator Trainer, percobaan 4)
3.3. Hubungkanlah sumber tegangan AC 12 V pada rangkaian
(sumber tegangan harus dalam keadaan OFF saat
dihubungkan).
3.4. Hubungkan oscilloscope pada output rangkaian.
3.5. Untuk kondisi awal, posisikan sakelar pemilih pada
kondesator C1 .
3.6. ON-kan sumber tegangan AC 12 V.
3.7. Amati hasil output pada oscilloscope dan gambarlah bentuk
sinyal keluaran pada kertas grafik.
3.8. Ubah kedudukan sakelar pemilih ke kondesator 2.
3.9. Amati hasil ooutput pada oscilloscope dan gambarlah bentuk
sinyal keluaran pada kertas grafik.
3.10. Ubahlah kedudukan sakelar pada oscilloscope dan gambarlah
bentuk sinyal keluaran pada kertas grafik.
3.11. Matikan sumber tegangan dan oscilloscope.
3.12. Lepaskan hubungan sumber tegangan dan oscilloscope dari
rangkaian dan simpan semua peralatan ketempat semula
dengan rapi.
3.13. Bandingkan hasil pengukuran dan buatlah kesimpulan dari
percobaan yang telah kamu lakukan.
Teori Dasar Elektronika 50
Elektronika Industri
gambar 4.3
Bentuk sinyal output jika C = 10 uF
Bentuk sinyal output jika C = 100 uF
Teori Dasar Elektronika 51
Elektronika Industri
Bentuk sinyal output C = 1000 uF
Kesimpulan:
.................................................................................................................
.................................................................................................................
.....................................................................................................
Lembar Latihan 2.2
Jawablah pertanyaan dibawah ini:
1. Sebutkan sifat kondensator yang dimanfaatkan untuk fungsi
kondesator sebagai filter!
2. Jika sebuah kondensator yang mempunyai kapasitansi 1000 uF,
dihubungkan dengan sebuah sumber tegangan bolak balik sebasar 5
V dengan frekuensi 50 Hz, berapakah besar reaktansi kapasitif
kondensator tersebut?
3. Manakah yang lebih baik digunakan sebagai filter, kondensator
dengan kapasitansi besar atau kondensator dengan kapasitansi kecil?
Teori Dasar Elektronika 52
Elektronika Industri
III. Rangkaian Kondensator
3.1 Rangkaian seri kondesator
Jika kondensator dirangkai secara seri maka nilai kapasitansinya akan
menjadi kecil, lebih kecil dari kapasitas terkecil dalam rangkaiannya
gambar 5.1
Besarnya kapasitansi rangkaian kondensator yang dirangkai seri dapat
didapat dengan rumus:
.....3
12
11
11+++=
CCCCt
Contoh: Jika tiga buah kondesator dirangkai secara seri,C1 = 2 uF,
C2= 4 uF dan C3=10 uF. Maka nilai C total adalah:
3
12
11
11CCCCt
++=
uFuFuFCt 101
41
211
++=
uFCt 20171
=
uFuFC 1.117
20== (lebih kecil dari nilai terkecil yang ada dalam
rangkaian).
Jika hanya dua kondensator yang dirangkai secara seri maka nilai
kapasitansinya akan sebesar:
212.1
CCCCCt+
=
Teori Dasar Elektronika 53
Elektronika Industri
Pada rangkaian seri kondensator terjadi pembagian tegangan seperti
halnya pada rangkaian seri tahanan, karena pada kondensator juga terdapat
reaktansi kapasitif XC.
Seperti telah diketahui dari kegiatan sebelumnya bahwa besarnya
reaktansi kapasitif tergantung pada besarnya nilai kapasitansi kondensator
tersebut. Semakin besar nilai kapasitansi maka semakin kecil nilai reaktansi
kapasitif, sebaliknya semakin kecil nilai kapasitansi semakin kecil nilai
reaktansi kapasitif.
Karena reaktansi (tahanan) kapasitif kondensator dengan nilai
kapasitansi besar adalah kecil, maka besar tegangan pada kondensator
tersebut adalah kecil karena nilai tegangan sebanding dengan nilai tahanan.
Sehingga untuk pembagian tegangan oleh rangkaian kondensator seri
mengikuti persamaan:
31:
21:
113:2:1
CCCVVV =
Contoh: Jika tiga buah kondensator yang dirangkai seri masing
masing mempunyai nilai C1 = 2 mF, C2 =4 mF,dan C3 = 10 mF dihubungkan
dengan sebuah sumber tegangan V = 85 V, maka berapakah tegangan yang
ada pada setiap kondensator?
Jawab: 3
1:2
1:1
13:2:1CCC
VVV =
101:
41:
213:2:1 =VVV
2:5:103:2:1 =VVV
VoltVV 508517101 =×=
VoltVV 25851751 =×=
VoltVV 10851721 =×=
Tegangan total V = 50 V + 25 V + 10 V = 85 V (tegangan
sumber).
Teori Dasar Elektronika 54
Elektronika Industri
3.2 Rangkaian paralel kondesator
Jika kondensator dirangkai secara seri maka diperoleh kapasitansi
yang lebih besar. Pada setiap kondensator tersebut terdapat tegangan yang
sama besarnya.
gambar 2.13
Dengan diparalelkannya kondensator , maka kapasitas keseluruhan
(Ct) menjadi:
Ct = C1 + C2 + C3
Sedangkan tegangan yang terdapat pada kondensator tersebut adalah
sama dengan tegangan catu daya.
Contoh: C1 = 2 mF, C2 = 4 mF, dan C3 = 0,1 mF, Maka kapasitas
keseluruhan Ct menjadi :
Ct = 2 mF + 4 mF + 0,1 mF = 6,1 mF
Teori Dasar Elektronika 55
Elektronika Industri
Lembar Latihan 2.3
1. Tiga buah kondensator dirangkai secara seri, C1 = 2 uF, C2 = 20 uF
dan C3 = 100 uF, hitunglah nilai kapasitansi totalnya!
Jika rangkaian tersebut dihubungkan dengan sebuah sumber
tegangan AC 6 V, berapakah tegangan pasda masing-masing
komponen?
2. Empat buah kondensator dirangkai secara paralel, C1= 400 nF, C2=
100 nF, C3= 0.1 uF dan C4= 0.01 mF, Berapakan nilai kapasitansi
totalnya dalam satuan Farad?
3. Tiga buah kondensator dirangkai secara seri, C1 = 4 uF, C2 = 20 uF
dan C3 = 80 uF, hitunglah nilai kapasitansi totalnya!
4. Jika rangkaian pada soal no.6 dihubungkan dengan sebuah sumber
tegangan AC 3 V, berapakah tegangan pada masing-masing
komponen?
5. Empat buah kondensator dirangkai secara paralel, C1= 22 pF, C2= 22
nF, C3= 0.22 uF dan C4= 0.01 uF. Berapakan nilai kapasitasni
totalnya dalam satuan Farad?
Teori Dasar Elektronika 56
Elektronika Industri
IV. KODE ANGKA DAN HURUF PADA KAPASITOR
Lembar Informasi
Kapasitas kapasitor diukur dalam F (Farad) = 10-6 μF (mikro Farad) =
10-9 nF (nano Farad) = 10-12 pF (piko Farad). Kapasitor elektrolit mempunyai
dua kutub positif dan kutub negatif (bipolar), sedangkan kapasitor kering
misal kapasitor mika, kapasitor kertas tidak membedakan kutub positif dan
kutub negatif (non polar).
Simbol kapasitor dapat dilihat pada gambar di bawah ini:
– +
Gambar 2.14. Simbol Kapasitor
Arti kode angka dan huruf pada kapasitor dapat dilihat pada tabel di bawah
ini.
Tabel 7. Kode Angka dan Huruf pada Kapasitor
Kode
angka
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Kode huruf
(Toleransi/
%)
0 - 0 1 B
1 1 1 10 C
2 2 2 102 D
3 3 3 103 F = 1
4 4 4 104 G = 2
5 5 5 105 H = 3
6 6 6 106 J = 5
7 7 7 107 K = 10
Teori Dasar Elektronika 57
Elektronika Industri
8 8 8 108 M = 20
9 9 9 109
Contoh : - kode kapasitor = 562 J 100 V artinya : besarnya kapasitas = 56 x
102 pF = 5600 pF; besarnya toleransi = 5%; kemampuan
tegangan kerja = 100 Volt.
- Kode kapasitor = 100 nJ artinya : besarnya kapasitas = 100 nF;
besarnya toleransi = 5%.
- Kode kapasitor : 100 μF 50 V artinya = besarnya kapasitas = 100
μF; besarnya tegangan kerja = 50 Volt.
Teori Dasar Elektronika 58
Elektronika Industri
Lembar Kerja 2.4
Alat dan Bahan
1. Alat tulis dan kertas........................................... secukupnya
2. Kapasitor .......................................................... 10 macam
Kesehatan dan Keselamatan Kerja
1. Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar kegiatan
belajar!
2. Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter, amper meter
dan ohm meter), mulailah dari batas ukur yang besar!
3. Jangan meletakkan alat dan bahan ditepi meja!
Langkah Kerja
1. Siapkan alat dan bahan yang diperlukan!
2. Amatilah kode kapasitor satu persatu dan catatlah hasil pengamatan
pada Tabel 8 di bawah ini!
3. Kembalikan alat dan bahan!
Tabel 8. Data Pengamatan Kode Angka dan Huruf pada Kapasitor
No. Kode
kapasitor
Kapasitas
(pF)
Toleransi
(%)
Tegangan kerja
(volt)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Teori Dasar Elektronika 59
Elektronika Industri
Lembar Latihan 2.4
1. Apa arti kode pada kapasitor : 562 J 100 V?
2. Apa arti kode pada kapasitor : 100 nJ?
3. Apa arti kode pada kapasitor : 10 μF 50 V?
4. Apa arti kode pada kapasitor : 104 k 100 V?
5. Apa arti kode pada kapasitor : 151 k?
Teori Dasar Elektronika 60
Elektronika Industri
KEGIATAN BELAJAR 3
INDUKTOR
Lembar Informasi
Induktor adalah komponen listrik yang digunakan sebagai beban
induktif. Simbol induktor dapat dilihat pada gambar di bawah ini :
Gambar 13. Simbol Induktor
Besar induktansi dinyatakan dalam satuan H (Henry) = 100mH (mili
Henry). Induktansi diberi lambang L, sedangkan reaktansi induktif diberi
lambang XL.
XL = 2 π . f . L (ohm). …………… (1)
dimana : XL = reaktansi induktif (Ω)
π = 3,14
f = frekuensi (Hz)
L = kapasitas induktor (Henry)
Beban induktor antara lain adalah :
- Kumparan kawat yang harganya dapat dibuat tetap atau tidak tetap.
Induktor yang harganya tidak tetap yaitu Dekade Induktor dan Variabel
Induktor.
- Motor-motor listrik, karena memiliki lilitan kawat.
- Transformator, karena memiliki lilitan kawat.
Pada induktor terdapat unsur resistansi (R) dan induktif (XL) jika
digunakan sebagai beban sumber tegangan AC. Jika digunakan sebagai
beban sumber tegangan DC, maka hanya terdapat unsur R saja. Dalam
sumber tegangan AC berlaku rumus :
Teori Dasar Elektronika 61
Elektronika Industri
Z = V …………….. (2) I Z2 = R2 + XL
2
XL2 = Z2 – R2
Dimana : Z = Impedansi (Ω) R = Tahanan (Ω)
V = Tegangan AC (Volt) XL = Reaktansi induktif (Ω)
I = Arus (Ampere)
Dari persamaan (2) jika sumber tegangan AC (V) dan arus (I) diketahui,
maka Z dapat dihitung. Dari persamaan (3), jika R diketahui, maka XL dapat
dihitung. Dari persamaan (1) jika f diketahui, maka L dapat dihitung.
Teori Dasar Elektronika 62
Elektronika Industri
Lembar Kerja
Alat dan Bahan
1. Ohmmeter ........................................................ 1 buah
2. Voltmeter ......................................................... 1 buah
3. Amperemeter .................................................... 1buah
4. Sumber tegangan AC variabel............................. 1 buah
5. Induktor Dekade 1-100 mH................................ 1 buah
6. Saklar kutub tunggal.......................................... 1 buah
7. Kabel penghubung ............................................ secukupnya
Kesehatan dan Keselamatan Kerja
1. Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar kegiatan
belajar!
2. Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter, amper meter
dan ohm meter), mulailah dari batas ukur yang besar!
3. Jangan meletakkan alat dan bahan ditepi meja!
Langkah Kerja
1. Siapkan alat dan bahan yang diperlukan!
2. Buatlah rangkaian seperti gambar di bawah ini!
A∼
V∼
VS ∼
S
L
Gambar 14. Rangkaian Induktor Dengan Sumber Tegangan AC
3. Aturlah sumber tegangan pada 0 volt dan saklar dibuka, induktor
dekade diatur seperti Tabel 11 !
4. Tutuplah saklar S dan aturlah sumber tegangan sehingga
amperemeter menunjukkan harga seperti pada Tabel 11!
Teori Dasar Elektronika 63
Elektronika Industri
5. Catatlah harga penunjukkan Voltmeter dalam tabel pengamatan!
6. Bukalah saklar S!
7. Ukurlah resistansi (R) induktor dengan ohmmeter !
8. Catatlah hasilnya dalam Tabel 11 di bawah ini!
9. Ulangilah langkah kerja no. 4 s/d 8 untuk harga induktor seperti pada
Tebel 11!
10. Kembalikan semua alat dan bahan!
Lembar Latihan 4
1. Bagaimanakah rumus mencari harga reaktansi induktif (XL) ?
2. Bagaimankah rumus mencari harga impedansi (Z) ?
3. Suatu induktor diberi sumber tegangan AC 100 Volt, arus yang mengalir 1
Ampere, jika diukur dengan Ohmmeter, induktor tersebut berharga 99 Ω.
Jika frekuensi sumber 50 Hz, berapakah kapasitas induktansi L ?
Teori Dasar Elektronika 64
Elektronika Industri
Kegiatan Belajar 4
TRANSFORMATOR
Transformator merupakan peralatan elektromagnetik yang merubah
energi listrik dari satu tingkat tegangan ke tingkat tegangan lain. Hal ini
dilakukan dengan perantaraan suatu medan magnet. Transformator terdiri
atas dua kumparan yang digulung pada satu inti feromagnet. Kumparan-
kumparan itu pada umumnya tidak berhubungan secara elektrik, melainkan
secara magnetik melalui suatu fluks magnet yang berada dalam inti
feromagnet.
Kumparan yang berhubungan dengan sumber energi listrik disebut
kumparan primer yang memiliki sejumlah N1 belitan dan kumparan yang
dihubungkan ke beban disebut kumparan sekunder sejumlah N2 belitan, bila
terdapat kumparan ketiga maka disebut kumparan tersier.
φ
I1 I2
N1 N2
Gambar 3. Transformator dengan Dua Belitan N1 Dan N
TRANSFORMATOR SATU FASA
Transformator satu fasa adalah transformator yang bekerja pada
sistem satu fasa. Jika pada bagian primer dipasang tegangan bolak-balik,
maka arus listrik akan mengalir pada kumparan tersebut. Arus menimbulkan
fluksi bersama (mutual flux) sehingga terinduksi pada kumparan primer dan
kumparan sekunder. Pada kumparan primer ggl sifatnya melawan tegangan
yang dipasang sehingga juga disebut ggl lawan.
E1 = N1 dtdφ
E2 = N2 dtdφ
Teori Dasar Elektronika 65
Elektronika Industri
Jika fluksi yang mengalir sebesar tt m ϖφφ sin)( = maka
E1 = N1 tm ϖφϖ cos
E1(rms) = 4,44 N1 f maksφ (1)
E2(rms) = 4,44 N2 f maksφ (2)
Perbandingan Transformasi Tegangan (K)
Dari persamaan 1 dan 2 dapat dituliskan hubungan tegangan primer
dan sekunder:
KNN
EE
==2
1
2
1
Bilangan tetap K ini disebut dengan perbandingan transformasi tegangan.
Jika N1 > N2 maka K > 1 sehingga transformator tersebut dinamakan
transformator Step-Up,. Jika N1 < N2 maka K < 1 sehingga transformator
tersebut dinamakan transformator Step-Down, yang berfungsi untuk
menurunkan tegangan.
Untuk transformator ideal,
Masukan = keluaran
V1I1 = V2I2
atau :
KVV
II 1
2
1
1
2 ==
Jadi, perbandingan arus berbanding terbalik dengan perbandingan
transformator.
Rugi dan Efisiensi Transformator.
Dalam keadaan berbeban fluksi neto yang lewat melalui inti hampir
saja pada keadaan tak berbeban dan perlu diingat bahwa fluks untuk
berbagai beban adalah sama.
Jadi:
'22 φφ =
Teori Dasar Elektronika 66
Elektronika Industri
Teori Dasar Elektronika 67
N2 I2 = N1 I2’
I2’ = 22
1
2 KIINN
=×
Gambar 4. Transformator dengan Beban
I2’ berlawan arah dengan I2.
I2 arus induksi yang pada sekunder berimpit dengan E2, I2
’ arus induksi yang
akan timbul kembali pada primer berimpit dengan V1. Dan kalau I2 lagging
atau leading terhadap E2, maka I2’ juga terbelakang atau leading terrhadap
V1.
Jumlah arus yang bekerja pada primer adalah I1 = I2’ + I0.
Rugi-rugi dalam transformator:
(1) Rugi inti atau besi:
(2) Rugi termbaga (Cu)
Rugi adalah diakibatkan oleh tahanan “ohmic “ dari belitan trafo.
Rugi Cu total = 2221
21 RIRI +
= (R01 = total tahanan ekivalen trafo diukur dari sisi
primer)
012
1 RI
= (R02 = total tahanan ekivalen trafo dari sisi skunder) 0222 RI
Rugi ini dapat diperoleh dari test hubung singkat.
2φ
N1 N2
I2’ I2
'2φ
Elektronika Industri
Efisiensi transformator:
Effisiensi: masukankeluaran
=η
Effisiensi dapat diperoleh denagn pengukuran pada ujung keluaran
transformator:
rugirugikeluarankeluaran
−+=η
besirugirugiCukeluaran
keluaran_++
=η
Keluaran, masukan dari rugi-rugi dinyatakan dalam watt, kw dan satuan
daya yang lainnya. Perlu diingat bahwa dalam penggunanan rumus-rumus
diatas satuan masukan atau keluaran dan rugi rugi harus sama.
TRANSFORMATOR TIGA FASA
Transformator tiga fasa merupakan transformator yang berfasa tiga,
dan dengan sendirinya memerlukan tiga kumparan dalam satu inti, yang
masing masing dihubungkan dengan suatu cara tertentu. Transformator tiga
fasa juga dapat disusun dari tiga buah trafo satu fasa yang dirangkai
menurut hubungan tertentu. Pada umumnya dikenal cara menghubungkan
kumparan kumparan itu yaitu dalam hubungan bintang, segitiga atau delta,
dan zig-zag.
Teori Dasar Elektronika 68
Elektronika Industri
(a) (b)
(c)
Gambar 5. Rangkaian Transformator Tiga Fasa (a) Hubungan Bintang
(b) Hubungan Delta (c) Hubungan Zig-Zag
Teori Dasar Elektronika 69
Elektronika Industri
Lembar kerja
Alat dan Bahan
1. Transformator 1 phasa 1 KVA 220/110……………. 3 buah
2. Transformator 3 phasa 2 KVA 220/127……………. 1 buah
3. Multimeter…………………………………………….. 2 buah
4. Ampere meter besi putar……………………………. 3 buah
5. Saklar 3 phasa……………………………………….. 1 buah
6. Power pack…………………………………………… 1 buah
7. Watt meter……………………………………………. 2 buah
8. Kabel penghubung…………………………………… secukupnya
Kesehatan dan Keselamatan Kerja
1. Gunakan pakaian praktik !
2. Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar kegiatan
belajar !
3. Janganlah memberikan tegangan pada rangkaian melebihi batas yang
ditentukan !
4. Hati-hati dalam melakukan praktik !
Langkah Kerja
1. Siapkanlah alat dan bahan yang akan digunakan untuk percobaan !
2. Periksalah alat dan bahan sebelum digunakan dan pastikan semua
alat dan bahan dalam keadaan baik !
3. Gambarkanlah dan berilah kode (tanda) transformator 3 phasa yang
saudara rangkai (3 buah transformator 1 phasa) !
4. Rangkailah skema Gambar 6 di bawah ini !
5. Setelah disetujui oleh instruktur, tutuplah saklar S dan aturlah R
hingga I = 5 A, bacalah dan catatlah Vcn =…….; Van =………dan
Vbn=……… !
6. Bukalah saklar S dan lakukanlah percobaan berikutnya dengan
menggunakan transformator 3 phasa 1 inti. Setelah disetujui oleh
Teori Dasar Elektronika 70
Elektronika Industri
Teori Dasar Elektronika 71
instruktur, tutuplah saklar S dan aturlah R hingga I = 5 A, bacalah
dan catatlah Vcn =…….; Van=………dan Vbn=……… !
7. Lepaskanlah dan kembalikanlah semua alat dan bahan praktikum
ketempat semula !
Lembar latihan
1. Jika sisi primer trafo diberi tegangan searah apakah di sisi sekundernya
terinduksi ggl? Mengapa demikian?
2. Panas yang timbul pada inti trafo termasuk rugi apa?
3. Jika kita mempunyai trafo satu fasa tiga buah apakah dapat di buat trafo
tiga fasa? Bagaimana caranya ?
4. Sekunder dari 500 KVA, 4400/500 V sebuah transformator mempunyai
100 lilitan. Tentukanlah jumlah belitan primer, EMF per lilitan, arus
sekunder pada pf = 1.
a
cA
b
Gambar 6. Percobaan Transformator.
Elektronika Industri
Teori Dasar Elektronika 72
Kegiatan Belajar 5
DIODA SEMIKONDUKTOR
I. Mengenal Dioda
1. Dioda Semikonduktor
Dioda semikonduktor dibentuk dengan cara menyambungkan semi-
konduktor type p dan type n. Pada saat terjadinya sambungan (junction) p
dan n, hole-hole pada bahan p dan elektron-elektron pada bahan n disekitar
sambungan cenderung untuk berkombinasi. Hole dan elektron yang
berkombinasi ini saling meniadakan, sehingga pada daerah sekitar
sambungan ini kosong dari pembawa muatan dan terbentuk daerah
pengosongan (depletion region).
Oleh karena itu pada sisi p tinggal ion-ion akseptor yang bermuatan
positif dan pada sisi n tinggal ion-ion donor yang bermuatan negatif. Namun
proses ini tidak berlangsung terus, karena potensial dari ion-ion positip dan
ion akseptor ion donor
elektron dan hole berkombinasi tipe p tipe n
(a)
+
++
-
-
-
-+-
--
-+
++
+
daerah pengosongan
tipe p tipe n
(b)
Anoda (A) Katoda (K) (c)
Gambar 9. Struktur Dioda Semikonduktor
(a) Pembentukan Sambungan;
Elektronika Industri
negatip ini akan mengahalanginya. Tegangan atau potensial ekivalen pada
daerah pengosongan ini disebut dengan tegangan penghalang (barrier
potential). Besarnya tegangan penghalang ini adalah 0.2 untuk germanium
dan 0.6 untuk silikon. Lihat Gambar 9.
2. Bias Mundur (Reverse Bias)
Bias mundur adalah pemberian tegangan negatip baterai ke terminal
anoda (A) dan tegangan positip ke terminal katoda (K) dari suatu dioda.
Dengan kata lain, tegangan anoda katoda VA-K adalah negatip (VA-K < 0).
Gambar 10 menunjukkan dioda diberi bias mundur.
+ + +
++++
+
+
+
daerah pengosongan
tipe p tipe n +
+A K
- +
A
Is
Gambar 10. Dioda Diberi Bias Mundur
Karena pada ujung anoda (A) yang berupa bahan tipe p diberi
tegangan negatip, maka hole-hole (pembawa mayoritas) akan tertarik ke
kutup negatip baterai menjauhi persambungan. Demikian juga karena pada
ujung katoda (K) yang berupa bahan tipe n diberi tegangan positip, maka
elektron-elektron (pembawa mayoritas) akan tertarik ke kutup positip baterai
menjauhi persambungan. Sehingga daerah pengosongan semakin lebar, dan
arus yang disebabkan oleh pembawa mayoritas tidak ada yang mengalir.
Sedangkan pembawa minoritas yang berupa elektron (pada bahan
tipe p) dan hole (pada bahan tipe n) akan berkombinasi sehingga mengalir
arus jenuh mundur (reverse saturation current) atau Is. Arus ini dikatakan
Teori Dasar Elektronika 73
Elektronika Industri
jenuh karena dengan cepat mencapai harga maksimum tanpa dipengaruhi
besarnya tegangan baterai. Besarnya arus ini dipengaruhi oleh temperatur.
Makin tinggi temperatur, makin besar harga Is. Pada suhu ruang, besarnya
Is ini dalam skala mikro-amper untuk dioda germanium, dan dalam skala
nano-amper untuk dioda silikon.
3. Bias Maju (Foward Bias)
Apabila tegangan positip baterai dihubungkan ke terminal Anoda (A)
dan negatipnya ke terminal katoda (K), maka dioda disebut mendapatkan
bias maju (foward bias). Dengan demikian VA-K adalah positip atau VA-K > 0.
Gambar 11 menunjukan dioda diberi bias maju.
Dengan pemberian polaritas tegangan seperti pada Gambar 11, yakni
VA-K positip, maka pembawa mayoritas dari bahan tipe p (hole) akan tertarik
oleh kutup negatip baterai melewati persambungan dan berkombinasi
dengan elektron (pembawa mayoritas bahan tipe n). Demikian juga
elektronnya akan tertarik oleh kutup positip baterai untuk melewati
persambungan. Oleh karena itu daerah pengosongan terlihat semakin
menyempit pada saat dioda diberi bias maju. Dan arus dioda yang
disebabkan oleh pembawa mayoritas akan mengalir, yaitu ID.
tipe p tipe n
ID
-+ A K
KA +
daerah pengosongan
Gambar 11. Dioda Diberi Bias Maju
Teori Dasar Elektronika 74
Elektronika Industri
Sedangkan pembawa minoritas dari bahan tipe p (elektron) dan dari
bahan tipe n (hole) akan berkombinasi dan menghasilkan Is. Arah Is dan ID
adalah berlawanan. Namun karena Is jauh lebih kecil dari pada ID, maka
secara praktis besarnya arus yang mengalir pada dioda ditentukan oleh ID.
4. Kurva Karakteristik Dioda
Hubungan antara besarnya arus yang mengalir melalui dioda dengan
tegangan VA-K dapat dilihat pada kurva karakteristik dioda (Gambar 12).
Gambar 12 menunjukan dua macam kurva, yakni dioda germanium
(Ge) dan dioda silikon (Si). Pada saat dioda diberi bias maju, yakni bila VA-K
positip, maka arus ID akan naik dengan cepat setelah VA-K mencapai
tegangan cut-in (Vγ). Tegangan cut-in (Vγ) ini kira-kira sebesar 0.2 Volt
untuk dioda germanium dan 0.6 Volt untuk dioda silikon. Dengan pemberian
tegangan baterai sebesar ini, maka potensial penghalang (barrier potential)
pada persambungan akan teratasi, sehingga arus dioda mulai mengalir
dengan cepat.
ID (mA)
VA-K (Volt)
Ge Si
Si
Is(Ge)=1μA
Is(Si)=10nA
0.6 0.2
Ge
Gambar 12. Kurva Karakteristik Dioda
Teori Dasar Elektronika 75
Elektronika Industri
Bagian kiri bawah dari grafik pada Gambar 12 merupakan kurva
karakteristik dioda saat mendapatkan bias mundur. Disini juga terdapat dua
kurva, yaitu untuk dioda germanium dan silikon. Besarnya arus jenuh
mundur (reverse saturation current) Is untuk dioda germanium adalah dalam
orde mikro amper dalam contoh ini adalah 1 μA. Sedangkan untuk dioda
silikon Is adalah dalam orde nano amper dalam hal ini adalah 10 nA.
Apabila tegangan VA-K yang berpolaritas negatip tersebut dinaikkan
terus, maka suatu saat akan mencapai tegangan patah (break-down) dimana
arus Is akan naik dengan tiba-tiba. Pada saat mencapai tegangan break-
down ini, pembawa minoritas dipercepat hingga mencapai kecepatan yang
cukup tinggi untuk mengeluarkan elektron valensi dari atom. Kemudian
elektron ini juga dipercepat untuk membebaskan yang lainnya sehingga
arusnya semakin besar. Pada dioda biasa pencapaian tegangan break-down
ini selalu dihindari karena dioda bisa rusak.
Hubungan arus dioda (ID) dengan tegangan dioda (VD) dapat
dinyatakan dalam persamaan matematis yang dikembangkan oleh W.
Shockley, yaitu:
ID = Is [e(VD/n.VT) - 1]
dimana:
ID = arus dioda (amper)
Is = arus jenuh mundur (amper)
e = bilangan natural, 2.71828...
VD = beda tegangan pada dioda (volt)
n = konstanta, 1 untuk Ge; dan ≈ 2 untuk Si
VT = tegangan ekivalen temperatur (volt)
Teori Dasar Elektronika 76
Elektronika Industri
Harga Is suatu dioda dipengaruhi oleh temperatur, tingkat doping dan
geometri dioda. Dan konstanta n tergantung pada sifat konstruksi dan
parameter fisik dioda. Sedangkan harga VT ditentukan dengan persamaan:
kT VT = ⎯⎯ q
dimana:
k = konstanta Boltzmann, 1.381 x 10-23 J/K
(J/K artinya joule per derajat kelvin)
T = temperatur mutlak (kelvin)
q = muatan sebuah elektron, 1.602 x 10-19 C
Pada temperatur ruang, 25 oC atau 273 + 25 = 298 K, dapat dihitung
besarnya VT yaitu:
(1.381 x 10-23 J/K)(298K)
VT = ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯
1.602 x 10-19 C
= 0.02569 J/C
≅ 26 mV
Harga VT adalah 26 mV ini perlu diingat untuk pembicaraan
selanjutnya.
Sebagaimana telah disebutkan bahwa arus jenuh mundur, Is, dipengaruhi
oleh beberapa faktor seperti: doping, persambungan, dan temperatur.
Namun karena dalam pemakaian suatu komponen dioda, faktor doping dan
persambungan adalah tetap, maka yang perlu mendapat perhatian serius
adalah pengaruh temperatur.
Teori Dasar Elektronika 77
Elektronika Industri
Lembar Kerja5.1
Alat dan Bahan:
1. Diode 1N 4002……………………………………………. 1 buah
2. Sumber Daya 3 V DC…………………………………… 1 Unit
3. Lampu LED…………………………………………………1 buah
4. Voltmeter dan Amperemeter DC…………………………1 unit
Kesehatan dan Keselamatan Kerja
1. Periksalah terlebih dahulu semua komponen aktif maupun pasif sebelum
digunakan !.
2. Bacalah dan pahami petunjuk pratikum pada lembar kegiatan belajar!.
3. Hati-hati dalam penggunaan peralatan pratikum!.
Langkah Kerja:
1. Siapkanlah Gambar rangkaian serta alat dan bahan yang diperlukan pada
rangkaian dibawah ini !
. . X Lampu
LED.
2 1
0
2. Rakitlah rangkaian seperti Gambar di atas, usahakan agar komponen
diode tidak terbalik anode dan katodenya dan periksakan hasil rangkaian
pada instruktur !
3. Setelah dinilai benar hubungkan dengan sumber tegangan DC 3 Volt.
4. Lakukanlah pengamatan pada simpul pengukuran yang ada serta catatlah
hasil pengukuran tersebut pada Tabel 1!
5. Untuk pengukuran arus, simpul pengukuran yang diamati adalah:
• Simpul No. 2
Sedangkan pengukuran tegangan, simpul pengukuran yang diamati
adalah:
• Simpul No. 2 s/d No.0
Teori Dasar Elektronika 78
Elektronika Industri
6. Lakukanlah kembali langkah No. 2 s/d No. 5 untuk rangkaian dibawah
ini, serta masukkan data pengamatan pada Tabel 1!
X Lampu
LED.
2 1
0
7. Jika telah selesai semua maka lepaskan sumber DC dari rangkaian dan
kembalikan semua alat dan bahan ke tempat semula.
Tabel 1. Pengamatan Diode
No. Kondisi yang diamati V1
(Volt)
(2-0)
A1
(Ampere)
(2)
Keterangan
(Kondisi Lampu)
1. Bias maju
2. Bias mundur
Lembar Latihan 5.1
1. Bagaimana dioda semikonduktor dibentuk?
2. Bagaimana arus pada dioda yang diberi bias mundur?
3. Bagaimana arus pada dioda yang diberi bias maju?
Teori Dasar Elektronika 79
Elektronika Industri
II. PENGGUNAAN DIODA SEMIKONDUKTOR
Lembar Informasi
1. Penyearah Setengah Gelombang
Dioda semikonduktor banyak digunakan sebagai penyearah.
Penyearah yang paling sederhana adalah penyearah setengah gelombang,
yaitu yang terdiri dari sebuah dioda. Melihat dari namanya, maka hanya
setengah gelombang saja yang akan disearahkan. Gambar 13 menunjukkan
rangkaian penyearah setengah gelombang.
Rangkaian penyearah setengah gelombang mendapat masukan dari
skunder trafo yang berupa sinyal ac berbentuk sinus, vi = Vm Sin ωt
(Gambar 13 (b)). Dari persamaan tersebut, Vm merupakan tegangan
puncak atau tegangan maksimum. Harga Vm ini hanya bisa diukur dengan
CRO yakni dengan melihat langsung pada gelombangnya. Sedangkan pada
umumnya harga yang tercantum pada skunder trafo adalah tegangan efektif.
Hubungan antara tegangan puncap Vm dengan tegangan efektif (Veff) atau
tegangan rms (Vrms) adalah:
Vm Veff = Vrms = ⎯⎯⎯ = 0.707 Vm √ 2
Tegangan (arus) efektif atau rms (root-mean-square) adalah
tegangan (arus) yang terukur oleh voltmeter (amper-meter). Karena harga
Vm pada umumnya jauh lebih besar dari pada Vγ (tegangan cut-in dioda),
maka pada pembahasan penyearah ini Vγ diabaikan.
Prinsip kerja penyearah setengah gelombang adalah bahwa pada saat
sinyal input berupa siklus positip maka dioda mendapat bias maju sehingga
arus (i) mengalir ke beban (RL), dan sebaliknya bila sinyal input
berupa siklus negatip maka dioda mendapat bias mundur sehingga tidak
mengalir arus. Bentuk gelombang tegangan input (vi) ditunjukkan pada (b)
dan arus beban (i) pada (c) dari Gambar 13.
Teori Dasar Elektronika 80
Elektronika Industri
Teori Dasar Elektronika 81
Arus dioda yang mengalir melalui beban RL (i) dinyatakan dengan:
.
dimana:
Resistansi dioda pada saat ON (mendapat bias maju) adalah Rf, yang
umumnya nilainya lebih kecil dari RL. Pada saat dioda OFF (mendapat bias
Vm Im = ⎯⎯⎯⎯ Rf + RL
vi
i RL
vd
masukan sinyal ac
(a)
Gambar 13. Penyearah Setengah Gelombang (a) Rangkaian;
(b) Tegangan Skunder Trafo; (c) Arus Beban
vi
0 π 2π
Vm
(b)
0 π 2π
i
ImIdc
(c)
i = Im Sin ωt ,jika 0 ≤ ωt ≤ π (siklus positip) i = 0 ,jika π ≤ ωt ≤ 2π (siklus negatip)
Elektronika Industri
mundur) resistansinya besar sekali atau dalam pembahasan ini dianggap
tidak terhigga, sehingga arus dioda tidak mengalir atau i = 0.
Arus yang mengalir ke beban (i) terlihat pada Gambar (c)
bentuknya sudah searah (satu arah) yaitu positip semua. Apabila arah dioda
dibalik, maka arus yang mengalir adalah negatip. Frekuensi sinyal keluaran
dari penyearah setengah gelombang ini adalah sama dengan frekuensi input
(dari jala-jala listrik) yaitu 50 Hz. Karena jarak dari puncak satu ke puncak
berikutnya adalah sama.
Bila diperhatikan meskipun sinyal keluaran masih berbentuk
gelombang, namun arah gelombangnya adalah sama, yaitu positip (Gambar
c). Berarti harga rata-ratanya tidak lagi nol seperti halnya arus bolak-balik,
namun ada suatu harga tertentu. Arus rata-rata ini (Idc) secara matematis
bisa dinyatakan:
1 2π Idc = ⎯⎯ i dωt 2π 0
Untuk penyearah setengah gelombang diperoleh:
.........
1 π Idc = ⎯⎯ Im Sin ωt dt 2π 0
Im Idc = ⎯⎯⎯⎯ ≅ 0.318 Im π
Tegangan keluaran dc yang berupa turun tegangan dc pada beban
adalah:
Vdc = Idc.RL
Teori Dasar Elektronika 82
Elektronika Industri
Im.RL Vdc = ⎯⎯⎯⎯ π
Apabila harga Rf jauh lebih kecil dari RL, yang berarti Rf bisa diabaikan,
maka:
Vm = Im.RL
Sehingga:
Vm Vdc = ⎯⎯⎯⎯ ≅ 0.318 Vm π
Apabila penyearah bekerja pada tegangan Vm yang kecil, untuk memperoleh
hasil yang lebih teliti, maka tegangan cut-in dioda (Vγ) perlu
dipertimbangkan, yaitu:
Vdc = 0.318 (Vm - Vγ)
Dalam perencanaan rangkaian penyearah yang juga penting untuk
diketahui adalah berapa tegangan maksimum yang boleh diberikan pada
dioda. Tegangan maksimum yang harus ditahan oleh dioda ini sering disebut
dengan istilah PIV (peak-inverse voltage) atau tegangan puncak balik. Hal
ini karena pada saat dioda mendapat bias mundur (balik) maka tidak arus
yang mengalir dan semua tegangan dari skunder trafo berada pada dioda.
Bentuk gelombang dari sinyal pada dioda dapat dilihat pada Gambar 14. PIV
untuk penyearah setengah gelombang ini adalah:
Teori Dasar Elektronika 83
Elektronika Industri
0 π 2π
Vd
V
PIV = Vm
Bentuk gelombang sinyal pada dioda seperti Gambar 14 dengan
anggapan bahwa Rf dioda diabaikan, karena nilainya kecil sekali dibanding
RL. Sehingga pada saat siklus positip dimana dioda sedang ON (mendapat
bias maju), terlihat turun tegangannya adalah nol. Sedangkan saat siklus
negatip, dioda sedang OFF (mendapat bias mundur) sehingga tegangan
puncak dari skunder trafo (Vm) semuanya berada pada dioda.
Gambar 14 Bentuk Gelombang Sinyal pada Dioda
2. Penyearah Gelombang Penuh Dengan Trafo CT
Rangkaian penyearah gelombang penuh ada dua macam, yaitu
dengan menggunakan trafo CT (center-tap = tap tengah) dan dengan sistem
jembatan. Gambar 15 menunjukkan rangkaian penyearah gelombang penuh
dengan menggunaka trafo CT.
Terminal skunder dari Trafo CT mengeluarkan dua buah tegangan
keluaran yang sama tetapi fasanya berlawanan dengan titik CT sebagai titik
tengahnya. Kedua keluaran ini masing-masing dihubungkan ke D1 dan D2,
sehingga saat D1 mendapat sinyal siklus positip maka D1 mendapat sinyal
siklus negatip, dan sebaliknya. Dengan demikian D1 dan D2 hidupnya
bergantian. Namun karena arus i1 dan i2 melewati tahanan beban (RL)
dengan arah yang sama, maka iL menjadi satu arah (15 c).
Teori Dasar Elektronika 84
Elektronika Industri
Teori Dasar Elektronika 85
Terlihat dengan jelas bahwa rangkaian penyearah gelombang penuh
ini merupakan gabungan dua buah penyearah setengah gelombang yang
hidupnya bergantian setiap setengah siklus. Sehingga arus maupun
tegangan rata-ratanya adalah dua kali dari penyearah setengah gelombang.
Dengan cara penurunan yang sama, maka diperoleh:
Apabila harga Rf jauh lebih kecil dari RL, maka Rf bisa diabaikan, sehingga:
2Im Idc = ⎯⎯⎯⎯ ≅ 0.636 Im π
2Vm Vdc = ⎯⎯⎯⎯ ≅ 0.636 Vm π
i1
RLi2 masukan sinyal ac
Vi
Vi
D1
D2
iL
VL
vi
0 π 2π
V
(b)
Gambar 15. (a) Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh dengan Trafo CT;
(b) Sinyal Input; (c) Arus Dioda dan Arus Beban
0 π 2π
i1
Im
0 π 2π
i2
Im
iL
Im
0 π 2π
Idc
(c)
(a)
Elektronika Industri
Apabila penyearah bekerja pada tegangan Vm yang kecil, untuk
memperoleh hasil yang lebih teliti, maka tegangan cut-in dioda (Vγ) perlu
dipertimbangkan, yaitu:0
Vdc = 0.636 (Vm - Vγ)
Tegangan puncak inverse yang dirasakan oleh dioda adalah sebesar
2Vm. Misalnya pada saat siklus positip, dimana D1 sedang hidup (ON) dan
D2 sedang mati (OFF), maka jumlah tegangan yang berada pada dioda D2
yang sedang OFF tersebut adalah dua kali dari tegangan skunder trafo.
Sehingga PIV untuk masing-masing dioda dalam rangkaian penyearah
dengan trafo CT adalah:
PIV = 2Vm
Teori Dasar Elektronika 86
Elektronika Industri
3. Penyearah Gelombang Penuh Sistem Jembatan
Penyearah gelombang penuh dengan sistem jembatan ini bisa
menggunakan sembarang trafo baik yang CT maupun yang biasa, atau
bahkan bisa juga tanpa menggunakan trafo. rangkaian dasarnya adalah
seperti pada Gambar 16.
D3 D2 RL
masukan sinyal ac
(a)
Prinsip kerja rangkaian penyearah gelombang penuh sistem jembatan
dapat dijelaskan melalui Gambar 16. Pada saat rangkaian jembatan
mendapatkan bagian positip dari siklus sinyal ac, maka (Gambar 16 b):
Gambar 16. Penyearah Gelombang Penuh dengan Jembatan (a) Rangkaian Dasar; (b) Saat Siklus Positip; (c) Saat Siklus Negatip; (d) Arus Beban
RL D3
D4 D1
D2
i1
i1
(b)
D3 RL
D4D1
Di2
i2
(c)
i1
i2
Im
Im
Idc
il
(d)
0 π 2π
0 π 2π
0 π 2π
Im
- D1 dan D3 hidup (ON), karena mendapat bias maju
- D2 dan D4 mati (OFF), karena mendapat bias mundur
Sehingga arus i1 mengalir melalui D1, RL, dan D3.
Teori Dasar Elektronika 87
Elektronika Industri
Sedangkan apabila jembatan memperoleh bagian siklus negatip, maka
(Gambar 16 c):
- D2 dan D4 hidup (ON), karena mendapat bias maju
- D1 dan D3 mati (OFF), karena mendapat bias mundur
Sehingga arus i2 mengalir melalui D2, RL, dan D4.
Arah arus i1 dan i2 yang melewati RL sebagaimana terlihat pada
Gambar 16 b dan c adalah sama, yaitu dari ujung atas RL menuju ground.
Dengan demikian arus yang mengalir ke beban (iL) merupakan penjumlahan
dari dua arus i1 dan i2, dengan menempati paruh waktu masing-masing
(Gambar 16 d).
Besarnya arus rata-rata pada beban adalah sama seperti penyearah
gelombang penuh dengan trafo CT, yaitu: Idc = 2Im/π = 0.636 Im. Untuk
harga Vdc dengan memperhitungkan harga Vγ adalah:
Vdc = 0.636 (Vm - 2Vγ)
Harga 2Vγ ini diperoleh karena pada setiap siklus terdapat dua buah dioda
yang berhubungan secara seri.
Disamping harga 2Vγ ini, perbedaan lainnya dibanding dengan trafo
CT adalah harga PIV. Pada penyearah gelombang penuh dengan sistem
jembatan ini PIV masing-masing dioda adalah:
PIV = Vm
4. Dioda Semikonduktor Sebagai Pemotong (clipper)
Rangkaian clipper (pemotong) digunakan untuk memotong atau
menghilangkan sebagian sinyal masukan yang berada di bawah atau di atas
level tertentu. Contoh sederhana dari rangkaian clipper adalah penyearah
setengah gelombang. Rangkaian ini memotong atau menghilangkan
sebagian sinyal masukan di atas atau di bawah level nol.
Teori Dasar Elektronika 88
Elektronika Industri
Secara umum rangkaian clipper dapat digolongkan menjadi dua,
yaitu: seri dan paralel. Rangkaian clipper seri berarti diodanya berhubungan
secara seri dengan beban, sedangkan clipper paralel berarti diodanya
dipasang paralel dengan beban. Sedangkan untuk masing-masing jenis
tersebut dibagi menjadi clipper negatip (pemotong bagian negatip) dan
clipper positip (pemotong bagian positip). Dalam analisa ini diodanya
dianggap ideal.
Petunjuk untuk menganalisa rangkaian clipper seri adalah sebagai
berikut:
1. Perhatikan arah dioda
- bila arah dioda ke kanan, maka bagian positip dari sinyal input
akan dilewatkan, dan bagian negatip akan dipotong (berarti clipper
negatip)
- bila arah dioda ke kiri, maka bagian negatip dari sinyal input akan
dilewatkan, dan bagian positip akan dipotong (berarti clipper
positip)
2. Perhatikan polaritas baterai (bila ada)
3. Gambarlah sinyal output dengan sumbu nol pada level baterai (yang
sudah ditentukan pada langkah 2 di atas)
4. Batas pemotongan sinyal adalah pada sumbu nol semula (sesuai
dengan sinyal input)
Rangkaian clipper seri positip adalah seperti Gambar 17 dan rangkaian
clipper seri negatip adalah Gambar 18.
Teori Dasar Elektronika 89
Elektronika Industri
vi
Vm
-VB
vO VB Vi Vo
D
R
VB Vi Vo
D
R +V
vO
Gambar 17. Rangkaian Clipper Seri Positif
Vm
vi VB Vi Vo
D
R
vO
-VB
VB Vi Vo
D
R+VB
vO
Gambar 18. Rangkaian Clipper Seri Negatip
Teori Dasar Elektronika 90
Elektronika Industri
Petunjuk untuk menganalisa rangkaian clipper paralel adalah sebagai
berikut:
1. Perhatikan arah dioda.
- bila arah dioda ke bawah, maka bagian positip dari sinyal input
akan dipotong (berarti clipper positip)
- bila arah dioda ke atas, maka bagian negatip dari sinyal input akan
dipotong (berarti clipper negatip)
2. Perhatikan polaritas baterai (bila ada).
3. Gambarlah sinyal output dengan sumbu nol sesuai dengan input.
4. Batas pemotongan sinyal adalah pada level baterai.
Rangkaian clipper paralel positip adalah seperti Gambar 19 dan rangkaian
clipper paralel negatip adalah Gambar 20.
vi
Vm
R
VB
Vi Vo
D +V
vO
R
VB
Vi Vo
D
-VB
vO
Gambar 19. Rangkaian Clipper Paralel Positip
Teori Dasar Elektronika 91
Elektronika Industri
Teori Dasar Elektronika 92
5. Dioda Semikonduktor Sebagai Penggeser (clamper)
Rangkaian Clamper (penggeser) digunakan untuk menggeser suatu
sinyal ke level dc yang lain. Rangkain Clamper paling tidak harus
mempunyai sebuah kapasitor, dioda, dan resistor, disamping itu bisa pula
ditambahkan sebuah baterai. Harga R dan C harus dipilih sedemikian rupa
sehingga konstanta waktu RC cukup besar agar tidak terjadi pengosongan
muatan yang cukup berarti saat dioda tidak menghantar. Dalam analisa ini
dianggap didodanya adalah ideal.
Sebuah rangkaian clamper sederhana (tanpa baterai) terdiri atas
sebuah R, D, dan C terlihat pada Gambar 21.
vi
Vm
R
VB
Vi Vo
D
R
VB
Vi Vo
D +V
vO
-VB
vO
Gambar 20. Rangkaian Clipper Paralel Negatip
Elektronika Industri
C
D R
Vi Vo
vi +V 0 T/2 T -V
Vo 0 T/2 T
2V
(a) (b)
(c)
Vo - V +
R
C + -
C + -
R
+ V -
Vo
(d) (e)
Gambar 21. Rangkaian Clamper Sederhana
Gambar 21 (a) adalah gelombang kotak yang menjadi sinyal input
rangkaian clamper (b). Pada saat 0 - T/2 sinyal input adalah positip sebesar
+V, sehingga Dioda menghantar (ON). Kapasitor mengisi muatan dengan
cepat melalui tahanan dioda yang rendah (seperti hubung singkat, karena
dioda ideal). Pada saat ini sinyal output pada R adalah nol (Gambar d).
Kemudian saat T/2 - T sinyal input berubah ke negatip, sehingga
dioda tidak menghantar (OFF) (Gambar e). Kapasitor membuang muatan
sangat lambat, karena RC dibuat cukup lama. Sehingga pengosongan
tegangan ini tidak berarti dibanding dengan sinyal output. Sinyal output
Teori Dasar Elektronika 93
Elektronika Industri
merupakan penjumlahan tegangan input -V dan tegangan pada kapasitor -V,
yaitu sebesar -2V (Gambar c).
Terlihat pada Gambar 21 c bahwa sinyal output merupakan bentuk
gelombang kontak (seperti gelombang input) yang level dc nya sudah
bergeser kearah negatip sebesar -V. Besarnya penggeseran ini bisa divariasi
dengan menambahkan sebuah baterai secara seri dengan dioda. Disamping
itu arah penggeseran juga bisa dinuat kearah positip dengan cara membalik
arah dioda. Beberapa rangkaian clamper negatip dan positip dapat dilihat
pada Gambar 22.
C
D R
Vi Vo
V
Vo 0 T/2 T
2V
V
Vo 2V 0 T/2 T
V
V
VoVi
R D
C
Gambar 22. Rangkaian Clamper Negatip dan Positip
Teori Dasar Elektronika 94
Elektronika Industri
Lembar Kerja 5.2
Alat dan Bahan
1. Multimeter…………………………………………… 1 unit
2. Osiloskop……………………………………………. 1 unit
3. Dioda IN 4002………………………………………. 1 buah
4. Trafo step down…………………………………….. 1 buah
5. Resistor 1 KΩ……………………………………….. 1 buah
Kesehatan dan Keselamatan Kerja
1. Periksalah terlebih dahulu semua komponen aktif maupun pasif
sebelum digunakan !.
2. Bacalah dan pahami petunjuk pratikum pada lembar kegiatan belajar!.
3. Hati-hati dalam penggunaan peralatan pratikum!.
Langkah Kerja
1. Buatlah rangkaian penyearah setengah gelombang seperti Gambar
13a.
2. Setelah dinilai benar hubungkan dengan sumber tegangan AC 220
Volt.
3. Amatilah tegangan skuder trafo dengan CRO dan catatlah hasil
pengukuran tersebut pada Tabel 2.
4. Lakukanlah pengamatan pada simpul pengukuran yang ada serta
catatlah hasil pengukuran tersebut pada Tabel 2!
5. Untuk pengukuran tegangan dengan CRO, simpul pengukuran yang
diamati adalah:
Simpul No. 1 (untuk DC) s/d No. 0 (untuk ground)
Simpul No. 2 (untuk DC) s/d No. 0 (untuk ground)
Sedangkan pengukuran tegangan dengan Voltmeter, simpul
pengukuran yang diamati adalah:
Simpul No. 1 s/d No.0
Simpul No. 2 s/d No.0
Teori Dasar Elektronika 95
Elektronika Industri
6. Percobaan tentang penyearahan setengah gelombang telah selesai
maka lepaskanlah semua rangkaian.
7. Buatlah rangkaian penyearah gelombang penuh sistem jembatan
seperti Gambar 16a.
8. Ulangi langkah-langkah 3-5.
9. Percobaan tentang penyearah gelombang penuh telah selesai maka
lepaskanlah semua rangkaian.
Tabel 2. Penyearahan Gelombang
Penyearahan Komponen
yang diamati
V1
(Volt)
(1-0)
V2
(Volt)
(2-0)
Hasil
Keluaran
CRO
Transformator
Penyearahan ½
Gelombang
Beban Resistor
Transformator
Penyearahan
Geleombang
Penuh Beban Resistor
Lembar Latihan 6.2
1. Sebutkan macam-macam penggunaan dioda semikonduktor!
2. Jelaskan prinsip kerja penyearah setengah gelombang!
3. Jelaskan prinsip kerja penyearah gelombang penuh dengan
trafo CT!
4. Jelaskan prinsip kerja penyearah gelombang penuh system
jembatan!
Teori Dasar Elektronika 96
Elektronika Industri
KEGIATAN BELAJAR 6
TRANSISTOR
Lembar Informasi
Kita dapat men- dop semikonduktor untuk medapatkan kristal npn
atau kristal pnp. Kristal seperti ini disebut transistor junction. Daeran n
mempunyai banyak sekalai elektron pita konduksi dan daerah p mempunyai
banyak sekali hole. Oleh sebab itu, transistor junction sering disebut
transistor bipolar.
A. Tiga daerah Dop
Gambar 7.a menunjukkan kristal npn. Emiter di dop sangat banyak,
pekerjaannya adalah mengemisikan atau menginjeksikan elekton ke dalam
basis. Basis di dop sangat sedikit dan sangat tipis, ia melewatkan sebagian
besar elekton yang diinjeksikan emiter kepadanya menuju kolektor.
Banyaknya doping pada kolektor adalah diantara banyak doping pada
emitter dan banyaknya doping pada basis.. Kolektor merupakan yang
terbesar dari ketiga daerah tersebut, ia harus menghamburkan lebih banyak
panas dari pada emitter dan basis.
Transistor pada gambar 7.1a ia mempunyai dua junction, yang satu
adalah antara emiter dan basis, yang lain antara basis dan kolektor.
Karenanya, transistor bertindak seperti dua dioda. Kita sebut dioda sebelah
kiri sebagai dioda basis-emitter dan sebalah kanan adalah dioda basis
kolektor.
Gambar 7.2b menunjukkan kemungkinan yang lain : transistor pnp.
Transistor pnp adalah komplemen dari transistor npn. Berarti pada transistor
pnp diperlukan arus dan tegangan yang berlawanan. Agar tidak
membingungkan pada pembicaraan awal kita berkonsentrasi pada transistor
npn.
Teori Dasar Elektronika 97
Elektronika Industri
n
p n
b. Transistor npn
p
n p
B
E
B
C
C E
b. Transistor pnp
Gambar 7.1 Tiga daerah Dop transistor
Gambar 7.2. Simbol Transistor Bipolar
B. Transistor Tanpa Bias
Gambar7.3.a menunjukkan pembawa mayoritas sebelum bergerak
melewati junction. Elektron bebas berdifusi melewati junction yang akan
menghasilkan dua lapisan pengosongan (gambar 7.3.b). Untuk setiap lapisan
pengosongan ini, potensial barier untuk transistor silikon adalah kira-kira 0.7
Teori Dasar Elektronika 98
Elektronika Industri
V pada 25 0 C (untuk transistor germanium 0.3). seperti halnya dengan
dioda, kita menekankan silikon karena kepentingannya lebih besar.
Oleh karena tiga daerah mempunyai level doping yang bebeda,
lapisan pengosongan tidak memiliki tebal yang sama pula. Semakin banyak
suatu daerah di dop, semakin besar konsentrasi ion dekat junction. Ini
berarti lapisan pegosongan hanya sedikit menembus kedalam daerah emitter
( yang di dop sagat banyak tetapi sangat dalam kedalam basis yang di dop
sedikit. Lapisan pengosongan lain juga memembus baik sekali kedalam basis
dan menembus daerah kolektor dengan jumlah yang lebih sedikit. Gambar
7.3.c menunjukkan hal tersebut. Mulai sekarang, kita akan mengarsir lapisan
pengosongan untuk menunjukan bahwa mereka tidak memiliki pembawa
mayoritas.
gambar 7.3
C. Cara Pemberian Bias
Teori Dasar Elektronika 99
Elektronika Industri
Gambar 7.4 Rangkaian forward reverse
Agar transistor dapat bekerja secara normal,maka dioda emittor
harus dibiars forward dan dioda kolektor dibias reverse. Seperti pada gambar
7.4 a pada saat bias forward diberikan pada dioda emittor, elektron-elektron
dalam emittor belum memasuki daerah basis (gambar 7.4.b). Jika VEB lebih
besar dari pada potensial barier, elektron yang ada pada daerah basis
sebagian kecil jatuh pada hole basis dan keluar melalui kawat basis dan
sebagian besar melewati junction masuk ke daerah kolektor. Arus ini sangat
kecil karena basis di dop sedikit dan tipis sehingga memiliki hole yang kecil
pula.
Setelah basis penuh dengan pita konduksi, maka elektron-elektron
tersebut berdifusi kedalam lapisan pengosongan kolektor. Sekali memasuki
lapisan ini, elektron didorong oleh medan lapisan pengosongan kedalam
daerah kolektor (gambar 7.4 d). elektron-elektron ini kemudian dapat
mengalir kedalam kawat kolektor luar.
Hampir semua transistor, lebih dari 95 % elektron yang diinjeksikan
emiter mengalir ke kolektor. Kurang dari 5 % jatuh ke dalam hole basis dan
mengalir keluar melalui kawat basis.
Jika kita berkata bahwa lebih dri 95 % elektron di injeksikan
mencapai kolektorm, maka sama saja kita berkata bahwa arus kolektor sama
Teori Dasar Elektronika 100
Elektronika Industri
dengan arus emittor. Alpha DC suatu transistor menunjukan bagaimana
dekatnya harga kedua arus tersebut.
E
C
II
=α
Misal, jika diketahui IC = 4,9 mA dan IE = 5 mA, maka α = .........
Artinya ......% elektron diinjeksikan dari emittor ke kolektor.
Makin tipis dam makin sedikit basis di dop, maka αDC makin besar.
Secara ideal, jika semua elektron dari emittor di injeksikan ke kolektor maka
α = 1. Kebanyakan transistor mempunyai αDC lebih dari 0.99 dan hampir
semua memiliki αDC lebih dari 0.95. Karenanya, dalam analisa pendahuluan
kita dapat menganggap αDC=1.
Kita telah menghubungkan arus kolektor dan arus emitor dengan
menggunakan αDC. Kita juga dapat menghubungkan arus kolektor dan arus
basis dengan mendefenisikan βDC suatu transistor.
B
CDC I
I=β
Hampir semua transistor, kurang dari 5% elektron yang diinjeksikan
emitor ke basis berkombinasi dengan hole basis unutk menghasilkan IB. Oleh
sebab itu βDC hampir semuanya lebih dari 20. Biasanya 50 sampai 200.
Beberapa transistor mempunyai βDC samapai 1000. βDC disebut juga
penguatan arus DC dan dinyatakan dengan hFE , dengan kata lain, βDC = hFE.
Hal ini penting untuk diingat karena lebar data biasanya memberikan harga
hFE.
Hukum kirchof menyatakan:
IE = IC + IB
Jika dibagi dengan IC, maka:
C
B
C
E
II
II
+=1
Teori Dasar Elektronika 101
Elektronika Industri
atau
DCDC βα111
+=
DC
DCDC α
αβ
−=
1
atau
1+=
DC
DCDc β
βα
D. Konfigusrasi Transistor
Didalam praktek dikenal tiga macam konfigurasi transistor, yaitu:
1. Konfigurasi basis bersama (Common Base/CB)
2. Konfigurasi emitor bersama (Common Emitor/CE)
3. Konfigurasi kolektor bersama (Common Collector/CC)
Konfigurasi dapat diartikan sebagai pola atau susunan, dalam hal ini
pola atau susunan rangkaian transistor.
1. Konfigurasi basis bersama (CB)
gambar 7.5 Common Base
Dari gambar diatas terlihat, untuk jenis PNP potensial emitor adalah
positif terhadap basis dan kolektornya negatif. Sedangkan untuk jenis NPN
potensial emitor adalh negatif terhadap bias basis dan kolektor nya positif.
Karakteristik kolektor atau karekteristik output diperlihatkan pada
gambar 11.12. Pada karakteristik tersebut diperlihatkan hubungan antara
arus kolektor (IC) dengan tegangan kolektor basis (VBC) untuk setiap arus
Teori Dasar Elektronika 102
Elektronika Industri
emitor (IE) yang konstan. Pada kurva karakteristik Common Base terdapat
tiga daerah penting, yaitu:
1. Daerah aktif (active region)
2. Daerah cut off (cut ogg region)
3. Daerah saturasi (saturation region)
Gambar 7.6Karakteristik output CB
Daerah aktif adalah daerah yang digunakan untuk penguat sinyal
dengan gangguan (distorsi) minimum. Pada daerah ini kolektor diberi bias
reverse dan emitor diberi bias forward.
Pada daerah cut off , tidak ada arus kolektor yang mengalir untuk
nilai-nilai VCE sepert pada gambar 7.6. Hal ini terjadi jika IE = 0, sehingga
arus kolektor yang muncul hanyalah arus satursi reverse ICO dalam orde
mikroamppere. Kondisi rangkaian saat IE = 0 dapat digambarkan sebagai
berikut:
Teori Dasar Elektronika 103
Elektronika Industri
Jika IE naik diatas nol, maka IC akan nai sedikit dan kenaikan ini
sebanding dengan kenaikan IE, dengan kata lain IC=IE. Hal ini dikarenakan
pada karakteristik Common Base (CB) yang terjadi hanyaah αDC(iC/IE).
Pada daerah saturasi, terjadi perubahan arus kolektor IC secara
eksponensial ketika terjadi perubahan potensial kolektor basis (VBE) yang
sedikit saja.
Karakteristik input atau karakteristik emitor dan konfigurasi CB
memiliki daerah penting seperti terlihat pada gambar dibawah:
0.7 V VCB
IE
Gambar 7..7 Karakteristik input CB
Dari gambar diatas, tampak bahwa dalam mode arus searah, bias forward
untuk hubungan basis ke emitor bagi seluruh level VEB adalah 0,7 volt
(silikon) dan 0,3 Volt (germanium).
2. Konfigurasi Emitor Bersama (CE)
Gambar 7.8 Common Emitor
Teori Dasar Elektronika 104
Elektronika Industri
Gambar di atas menunjukkan kerja Common emitor, jika VCE = nol,
dioda kolektor tidak terbias riverse. Oelh sebab itu, arus kolektor sangatlah
kecil. Untuk VCE antara 0 dan 1 atau sekitar itu, arus kolektror bertambah
dengan cepat dan kemudian menjadi hampir konstan. Ini sesuai dengan
memberikan bias reverse dioda kolektor. Kira-kira diperlukan 0,7 V untuk
membias reverse dioda kolektor. Setelah pencapaian level ini, kolektor
mengumpulkan semua elektron yang mencapai lapisan pengosongan.
Bertambahnya arus kolektor dengan penambahan VCE disebabkan oleh
lapisan lapisan pengosongan kolektor menjadi lebih besar dan menarik
beberapa elektron lagi sebelum jatuh ke hole basis.
3. Konfigurasi Kolektor Bersama (CC)
gambar 7.9
Konfigurasi kolektor bersama biasa dipakai sebagai penyesuai
impedansi , yang mana impedansi inputnya tinggi dan impedansi outpunya
rendah.
Dalam Prakteknya, karakteristik output konfigurasi CC serupa dengan
karekteristik CE. Pada karakteristik output konfigurasi CC diperlihatkan
hubungan IE dengan VEC untuk satu tingkat harga IB, sedangkan arus input
serupa.
IB= n
Teori Dasar Elektronika 105
Elektronika Industri
Gambar 7.10 Karakteristik Output CC
Fungsi atau kegunaan dari ketiga rangkaian konfigurasi tersebut
adalah sebagai berikut:
1. Common base stabilizer
2. Common emittor sebagai penguat sinyal;
3. Common collector sebagai penyesuai impedansi.
E.Rangkaian Bias Transistor
Sebuah transistor dapat bekerja secara baik bila diberi bias tegangan
dengan benar. Terdapat berbagai macam cara untuk memberikan bias
tegangan pada sebuah transistor. Tetapi yang paling banyak digunakan
adalah:
1. bias basis
2. bias pembagi tegangan
3. bias emitor / split bias
Secara prinsip, sebuah transistor akan bekerja secara normal bila
dioda emitor dibias forward dan dioda kolektor dibias reverse.
1. Bias basis
Teori Dasar Elektronika 106
Elektronika Industri
Gambar 7.11
Perhatikan gambar diatas, sumber tegangan VBB membias forward
dioda emitor melalui transistor RB . Resistor RB ini difungsikan untuk
membatai arus basis. Dengan hukum kirchoff tegangan maka kita dapat
mengetahui tegangan yang jatuh pada Rb adalah VBB – VBE. Dengan hukum
ohm kita dapat mengetahui arus yang melalui basis , sebagai berikut:
B
BEBBB R
VVI
−=
Dengan:
VBE = 0,7 v (silikon)
VBE = 0,3 V (germanium)
a. Garis beban dc (DC loadline)
Garis beban DC adalah merupakan garis yang menyatakan semua titik
operasi yang mungkin dilakukan oleh sebuah transistor. Pada rangkaian
diatas (gambar 7.11 b). VCC dan RC adalah konstan sedangkan VCE dan IC
adalah variable. Besarnya tegangan kolektor emitor (VCE) sama dengan catu
dikurangi jatuh tegangan pada resistor RC. VCE dapat dinyatakan dengan
persamaan sebagai berikut.
VCE = VCC = IC. RC
Maka:
C
CE
C
CCC R
VR
VI −=
Teori Dasar Elektronika 107
Elektronika Industri
Pada gambar 7.11 b menyunjukkan grafik untuk persamaan diatas
yang memotong kurva-kurva kolektor. Perpotongan pada sumbu vertikal
adalah VCC/RC , dan perpotongan pada sumbu horizontal adalah sama
dengan VCC. Perpotongan garis-garis tersebut adalah garis beban DC .
Sedangkan perpotongan baban DC dengan arus basis IB adalah titik operasi
dari transistor (titik Q).
b. Titik sumbat (cut off)
Titik sumbat adalah titik perpotongan garis beban dc dengan kurva IB
= 0. Pada titik ini arus basis adalah nol dan arus kolektor sangat kecil
sehingga dapat diabaikan. Pada titik ini, dioda emitor kehilangan forward
bias dan kerja normal transistor terhenti. Untuk perkiraan, tegangan kolektor
emitor VCE adalah sama dengan tegangan catu kolektor VCC.
VCE (cut off) = VCC
c. Titik Jenuh
Perpotongan garis beban DC dengan kurva IB=IB (sat) disebut titik
jenuh. Pada titik ini arus basis sama dengan IB (sat) dan arus kolektor
maksimum. Pada penjenuhan ini, dioda kolektor kehilangan reverse bias dan
kerja normal transistor berhenti. Untuk perkiraan, arus kolektor pada
penjenuhan adalah:
CC
CCC R
VsatI =)(
dan arus basis yang tepat untuk menimbulkan penjenuhan adalah:
dc
CB
satIsatI
β)(
)( =
Tegangan kolektor-emitor VCE pada penjenuhan adalah sama dengan
VCE(sat).
VCE(sat) = VCE(sat)
Teori Dasar Elektronika 108
Elektronika Industri
VCE(sat) dapat diperoleh dari lembar data trnasisor yang dikeluarkan
oleh pabrik.
d. Daerah Aktif
Daerah aklif terletak pada semua titik antara titik sumbat dan titik
jenuh. Perpotongan antara aru basis dengan garis beban DC adlaha titik
stationer (quiescent) Q.
Contoh 1
Gambar 7.12
RB = 390 K ohm βDC = 80
RC = 1,.5 K ohm VCC = VBB =30 V
Tentukan garis beban DC dan titik Q!
Penyelesaian:
• dalam hal ini VCE(cut off) sama denan VCC, jadi VCE (cut off) = VCC = 30 V
• Perpotongan pada sumbu y adalah IC(sat),
o IC(sat) =CC
CC
RV
= 5,1
30
= 20 mA • Dalam menentukan titk Q maka tentukan dulu IB.
o IB=B
BEBB
RVV −
=k390
7,030 −
=75,1 uA
Teori Dasar Elektronika 109
Elektronika Industri
maka: IC = βDC . IB
= 80 . 75,1 uA = 6 uA Untuk mencari titik pada sumbu x adalah: VCE = VCC – IC.RC = 30 – 6 mA . 1,5 K = 21 volt
6 mA
21 V 30 V
20 mA
VCE
IC
gambar 7.13
Contoh 2:
Transistor 2 N 3904 mempunyai βDC = 100, dengan bahan silikon.
Berapakah besar tegangan pada terminal kolektor emitor (VCE)?
gambar 7.14
Penyelesian:
Teori Dasar Elektronika 110
Elektronika Industri
2. Bias Pembagi Tegangan
Bias ini paling banyak digunakan pada rangkaian-rangkaian diskret
linier. Nama “pembagi tegangan” (voltage devider) berasal dari pembagi
tengan yang dibentuk oleh R1 dan R2 (gambar 7.14). Tegangan pada R2
membias forward dioda emitor, dan VCC membias reverse dioda kolektor.
Gambar 7.15
Arus basis kecil sekali bila dibandingkan dengan arus yang mengalir
pada R1 dan R2. Akibatnya, kita dapat menggunakan teorema pembagi
tegangan untuk mendapatkan tegangan pada R2.
Contoh:
Tentukan garis beban dc dan titik Q
Penyelesaian:
Teori Dasar Elektronika 111
Elektronika Industri
Jika transistor OFF, semua tegangan catu muncul pada terminal
kolektor-emitor memberikan:
VCE (cut off) = VCC = 30 V
Sedangkan
IC (sat) = EC
CC
RRV+
= kK 45
30+
= 3,33 mA
Tegangan pada RB = 10 k adalah:
V2 = CCVRR
R×
+ 21
2
= VKK
K 302010
10×
+
= volt10
Arus yang mengalir pada terminal emitor:
IE = E
BE
RVV −2
= K5
7,010 −
= 1,86 mA
Karena αdc mendekati sama dengan satu, maka:
IC = IE =1,86 mA
Dengan demikian, tegangan kolektor emitor adalah:
VCE = VCC – IC (RC + RE)
= 30 – 1,86 mA (4K + 5K)
= 13,3 Volt
Kita dapat menggambar garis beban DC dan titik Q sebagai berikut:
Teori Dasar Elektronika 112
Elektronika Industri
VCE
30 V
1,86
3,33
13,3
IC (mA)
Latihan :
1. Gambarkan 3 buah rangkaian konfigurasi transistor! 2. Sebutkan 3 daerah operasional pada kurva transistor! 3. Apa yang dimaksud dengan daerah aktif, daerah cut-off dan daerah
saturasi ? 4. Gambarkah kurva karakteristik output dan input pada rangkaian common
base! 5. Sebutkan fungsi dari rangkaian common base, common collector dan
common emiter!
KEGIATAN BELAJAR 7
KOMPONEN ELEKTRONIKA DAYA
I. RANGKAIAN THYRISTOR
Lembar Informasi
Thyristor merupakan singkatan dari Tyraton dan Transistor yang
merupakan komponen semikonduktor yang berfungsi sebagai saklar
elektronik. Komponen ini dahulu disebut dengan SCR (Silicon Controlled
Rectifier). Thyristor mempunyai struktur bahan semikonduktor yang tersusun
atas 4 lapisan bahan jenis P dan N yang mempunyai tiga terminal. Ketiga
terminalnya yaitu Anoda (A), Katoda (K) dan Gerbang (Gate). Gerbang ini
yang mengendalikan jalannya arus dari anoda ke katoda. Thyristor dapat
juga disebut sebagai dioda PNPN. Gambar 7 berikut ini menunjukkan struktur
lapisan dari thyristor.
Anoda Katoda P N P N
Teori Dasar Elektronika 113
Elektronika Industri
Gate
Gambar 7. Struktur Lapisan dari Thyristor
Sedangkan simbol dari thyristor dapat ditunjukkan seperti pada
Gambar 8. berikut ini :
Gambar 8. Simbol Thyristor
Adapun karakteristik antara tegangan dan arus dari thyristor dapat
dilihat pada Gambar 9. Pada karakteristik tersebut diperlihatkan bahwa
thyristor mempunyai 3 keadaan atau daerah, yaitu:
(1) Keadaan pada saat tegangan balik (daerah I)
(2) Keadaan pada saat tegangan maju (daerah II)
(3) Keadaan pada saat thyristor konduksi (daerah III)
Gambar 9. Karakteristik Thyristor
Pada daerah I, thyristor sama seperti dioda, di mana pada keadaan ini
tidak ada arus yang mengalir sampai dicapainya batas tegangan tembus VR
(reverse voltage). Pada daerah II, terlihat bahwa arus tetap tidak akan
mengalir sampai dicapainya batas tegangan penyalaan Vbo (forward
breakdown voltage). Apabila tegangan mencapai tegangan penyalaan, maka
Teori Dasar Elektronika 114
Elektronika Industri
tiba-tiba tegangan akan jatuh menjadi kecil dan ada arus mengalir.
Tegangan jatuh ini disebabkan oleh tegangan ohmic antara empat lapisan
dan besarnya sekitar 1 V. Pada saat ini thyristor mulai konduksi atau dalam
keadaan hidup. Dalam keadaan hidup, arus anoda dibatasi oleh resistansi
atau impedansi luar. Dalam kondisi seperti ini merupakan daerah III. Arus
yang terjadi pada saat thyristor konduksi, dapat disebutkan sebagai arus
genggam (holding current). Arus Id ini cukup kecil yaitu dalam orde
miliampere.
Untuk membuat thyristor kembali off, dapat dilakukan dengan
menurunkan arus thyristor tersebut sedikit di bawah arus genggamnya IH,
dan selanjutnya thyristor tidak akan menyala (on) kembali, sebelum
diberikan tegangan penyalaan.
Karakteristik dari thyristor tanpa hubungan eksternal ke terminal
gerbang (gate) ditunjukkan pada Gambar 8. Thyristor dalam kondisi seperti
ini dipertimbangkan sebagai tiga buah dioda dalam hubungan seri dengan
arah seperti untuk menahan konduksi dari arah yang lain. Karakteristik balik
dengan positif katoda menunjukkan sifat-sifat yang sama dengan dioda.
Sedangkan karakteristik maju dengan positif anoda menunjukkan tidak ada
aliran arus lain daripada kebocoran sampai tegangan dadal dari pertemuan
kendali pusat dilampaui. Tegangan dadal maju dan balik adalah sama besar
karena dalam kondisi penghalang balik hampir semua tegangan muncul pada
pertemuan P-N anoda, pertemuan P-N katoda dadal pada tegangan sebesar
kira-kira 10 volt. Sekali dadal dalam arah maju terjadi, bagian pusat P
dinetralkan oleh elektron dari katoda dan thyristor bertindak sebagai suatu
dioda penyalur yang mempunyai dua pertemuan memberikan jatuh tegangan
maju sekitar dua kalinya dioda. Thyristor diupayakan dapat mencapai dan
menahan dalam kondisi hidup, maka arus anoda harus mencapai tingkat
latching dan tidak jatuh di bawah tingkat holdingnya seperti ditunjukkan
pada Gambar 9. Besarnya arus latching yaitu dua kali dari arus holding,
tetapi besaran keduanya adalah rendah yaitu kurang 1% dari nilai arus
beban penuh yang ditetapkan.
Teori Dasar Elektronika 115
Elektronika Industri
Saat thyristor dibias maju (anoda positif), dapat dialihkan ke dalam
kondisi hidup dengan menginjeksi arus ke dalam terminal gerbang (gate)
yang relatif ke katoda negatif. Tindakan arus gate yaitu menginjeksi hole ke
bagian dalam P yang bersama-sama dengan elektron dari lapisan N katoda,
dadal pertemuan kontrol pusat, mengalihkan thyristor ke dalam kondisi
hidup. Sekali arus anoda telah melebihi tingkat latching, maka arus gate
dapat berhenti, thyristor tetap dalam kondisi hidup.
Untuk mematikan thyristor, arus anoda harus dikurangi di bawah
tingkat holding dan waktu yang relatif lama diberikan untuk pertemuan
kendali thyristor memperoleh kondisi penghalangnya, sebelum tegangan
maju dapat diterapkan lagi tanpa konduksi.
Lembar Kerja 1
Alat dan Bahan:
1. Catu daya 24 V ac ........................................ 1 Unit
2. Osiloskop dua kanal (dual trace) .................... 1 unit
3. Ampermeter ................................................. 1 buah
Teori Dasar Elektronika 116
Elektronika Industri
4. Multimeter ................................................... 1 buah
5. Thyristor 200 V/1 A....................................... 1 buah
6. Resistor 330 Ω ............................................. 1 buah
7. Resistor 1 KΩ ............................................... 1 buah
8. Potensiometer 10 KΩ .................................... 1 buah
9. Kabel penghubung ....................................... secukupnya
Kesehatan dan Keselamatan Kerja:
1. Jangan menghidupkan catu daya sebelum rangkaian diperiksa secara
cermat!
2. Segera kembalikan saklar pemilih alat ukur Multimeter dari posisi Ohm
ke posisi Vac setelah melakukan pengukuran dengan besaran
ohmmeter!
3. Jangan menyetel sinar pada layar CRO (Cathode Ray Osciloscope)
terlalu terang atau muncul berupa titik sebab akan memperpendek
umur hidup tabung layar CRO!
Langkah Kerja:
1. Periksalah dan uji thyristor dan resistor dengan Ohmmeter sebelum
digunakan !
2. Rakitlah rangkaian percobaan seperti pada Gambar 10 !
3. Tetapkanlah potensiometer ke posisi searah jarum jam secara penuh
(maksimum)!
4. Setelah rangkaian diperiksa secara cermat dan tidak ada kesalahan
pada rangkaian, hubungkanlah rangkaian dengan catu daya 24 V dc !
5. Aturlah potensiometer secara perlahan sambil mengamati tampilan
pada CRO !
6. Selesai percobaan, kembalikan alat dan bahan pada tempatnya
semula!
1 2
Teori Dasar Elektronika 117
3 45
Elektronika Industri
1 KΩ
24 V 10 KΩ 330 Ω
Gambar 10. Rangkaian Percobaan Thyristor
Tabel 3. Pengukuran SCR
No Pengukuran potensiometer Ig Vg
1. ¾ bagian
2. ½ bagian
3. ¼ bagian
Lembar Latihan 1
1. Gambarkan kurva karakteristik antara tegangan dan arus dari hasil
percobaan anda?
2. Jelaskan prinsip kerja dari percobaan tentang karakteristik Thyristor
yang telah anda lakukan?
3. Gambarkanlah hasil pengamatan anda pada CRO secara cermat pada
berbagai variasi nilai pada potensiometer tersebut!
Teori Dasar Elektronika 118
Elektronika Industri
II. DIAC DAN TRIAC
Lembar Informasi
1. DIAC
Diac adalah suatu komponen yang berkelakuan seperti dua buah
thyristor yang dihubungkan saling bertolak belakang. Oleh karena itu diac
mempunyai dua buah tegangan penyalaan. Tegangan penyalaan pertama
berada pada tegangan maju (+Vbo) sedangkan yang kedua ada pada
tegangan baliknya (-Vbo). Simbol untuk diac dapat dilihat pada Gambar 11
dan karakteristik tegangan versus arus dapat dilihat pada Gambar 12.
Gambar 11. Simbol DIAC Gambar 12. Karakteristik DIAC
2. TRIAC
Triac merupakan singkatan dari Triode Alternating Current Switch,
yang berarti saklar trioda untuk arus bolak-balik. Triac merupakan suatu
komponen yang mempunyai susunan atas 5 lapisan bahan jenis P dan N
dalam arah lain antara terminal T1 dan T2 dan dapat menghantarkan dalam
arah yang lain sebagaimana ditunjukkan secara jelas pada simbolnya. Secara
elektris, Triac merupakan suatu komponen yang berkelakuan seperti dua
buah SCR (Thyristor) yang digabungkan dalam hubungan paralel terbalik
seperti ditunjukkan pada Gambar 13.
Teori Dasar Elektronika 119
Elektronika Industri
Triac dapat dialihkan dalam kondisi hidup (on), baik melalui arus
gate positif maupun arus gate negatif. Jika arus positif diinjeksikan saat T2
positif dan arus negatif diinjeksikan saat T1 positif, maka hasilnya sangat
sensitif (peka). Namun dalam prakteknya, arus gate negatif selalu digunakan
seperti ditunjukkan pada Gambar 14 tentang karakteristik Triac berikut ini.
Gambar 13. Simbol TRIAC Gambar 14. Karakteristik
TRIAC
Adapun pengaturan tegangan bolak-balik dengan menggunakan
Triac ditunjukkan pada Gambar 15 berikut ini.
Teori Dasar Elektronika 120
Elektronika Industri
Gambar 15. Rangkaian TRIAC dan Tegangan Outputnya
Lembar Kerja 2
Alat dan Bahan
1. Catu daya 220 V ac ...................................... 1 unit
2. Osiloskop dua kanal (dual trace) .................. 1 unit
3. Ampermeter ............................................... 1 buah
4. Multimeter ................................................. 1 buah
5. Triac ........................................................... 1 buah
6. Beban Resistor 200 Ω/ 2 A, 220 Ω .............. 2 buah
7. Kapasitor 47 μf/ 16 V ................................... 2 buah
8. Beban induktif 100 mH/ 5 ............................ 1 buah
9. Potensiometer 10 KΩ .................................. 1 buah
10. Kabel penghubung ....................................... secukupnya
Kesehatan dan Keselamatan Kerja
1. Jangan menghidupkan catu daya sebelum rangkaian diperiksa secara
cermat!
2. Segera kembalikan saklar pemilih alat ukur multimeter dari posisi Ohm
ke posisi Vac setelah melakukan pengukuran dengan besaran
ohmmeter!
Teori Dasar Elektronika 121
Elektronika Industri
3. Jangan menyetel sinar pada layar CRO (Cathode Ray Osciloscope)
terlalu terang atau muncul berupa titik sebab akan memperpendek
umur hidup tabung layar CRO!
Langkah Kerja:
1. Siapkanlah alat dan bahan yang digunakan untuk percobaan ini !
2. Periksalah dan uji Diac, Triac dan resistor dengan Ohmmeter sebelum
digunakan !
3. Rakitlah rangkaian percobaan seperti pada Gambar 16 berikut ini.
Gambar 16. Rangkaian Percobaan Triac
4. Setelah rangkaian diperiksa secara cermat dan tidak ada kesalahan
pada rangkaian, hubungkanlah rangkaian dengan sumber tegangan
12 V ac!
5. Lakukanlah pengukuran arus anoda, arus gate dan tegangan antara
anoda dan katoda!
6. Lakukanlah juga pengamatan dengan menggunakan CRO !
7. Selesai percobaan pertama, lakukanlah percobaan berikutnya dengan
merakit rangkaian percobaan seperti pada Gambar 17!
1
220 Ω / 2A
2
Teori Dasar Elektronika 122
Elektronika Industri
A
3 G
DIAC 4 220 V
220 Ω 5 K
C1 C2 0
Gambar 17. Rangkaian Percobaan Diac dan Triac
8. Tetapkanlah tombol potensiometer P ke posisi searah jarum jam
secara penuh (maksimum) !
9. Setelah rangkaian diperiksa secara cermat dan tidak ada kesalahan
pada rangkaian, hubungkanlah rangkaian dengan catu daya 220 V ac!
10. Aturlah potensiometer sehingga terjadi penyulutan pada Diac.
Kemudian Diac akan menyulut Triac!
11. Lakukanlah pengukuran arus anoda, arus gate dan tegangan antara
anoda dan katoda pada simpul pengukuran!
12. Lakukanlah juga pengamatan dengan menggunakan CRO!
13. Selesai percobaan, kembalikan alat & bahan pada tempatnya semula!
Tabel 4. Pengukuran Triac
Kondisi Saklar Va-k
(3-0)
Gambar Sinyal
Saklar ON
Saklar OFF
Teori Dasar Elektronika 123
Elektronika Industri
Tabel 5. Pengukuran Diac dan Triac
Kondisi
Potensiometer
Va-k (Triac)
(2-0)
Va-k (Diac)
(3-4)
Ia
(2)
Ig
(3)
¾ bagian
½ bagian
¼ bagian
Lembar Latihan:
1. Gambarkan kurva karakteristik antara tegangan dan arus dari hasil
percobaan Triac dan Diac ?
2. Gambarkan hasil pengamatan pada CRO untuk variasi nilai arus gate?
KEGIATAN BELAJAR 8
FIELD EFFECT TRANSISTOR (FET)
a. JFET
FET pertemuan (Junction FET) adalah transistor kutup tunggal. Cara
kerjanya hanya memerlukan pembawa muatan mayoritas (majority carrier).
Transitor kutub tunggal ini lebih mudah dipahami dari pada transistor
bipolar.
Teori Dasar Elektronika 124
Elektronika Industri
gambar 9.1
Gambar 9.1 menunjukan bagian dari suatu JFET. Ujung bawah
disebut sumber (source) dan ujung atas disebut cerat (drain), diantara cerat
dan sumber adalah celah yang disebur kanal (chanel). Pada gambar 9.1a di
gunanakan bahan tipe n, sehingga pembawa mayoritas elektron pita
konduksi.
Dengan memasang dua daerah p pada sisi kanal, kita memperoleh
JFET tipe n seperti pada gambar 9.2.b. Daerah p ini disebut sebagai gerbang
(gate). Jika kedua gerbang tersebut dihubungkan dengan kawat luar secara
terpisah maka disebut JFET gerbang ganda. Penggunaan JFET gerbang
ganda tersebut adalah untuk pencampur (mixer). Jika kedua gerbang
tersebut dihubungkan dibagian dalam maka kita peroleh JFET gerbang
tunggal, seperti gambar 9.1.c. Jika menggunakan simbol gambar 9.1c , kita
harus ingat bahwa daerah p tersebut mempunyai potensial yang sama.
Teori Dasar Elektronika 125
Elektronika Industri
gambar 9.2
(a). Bias normal dari JFET
(b) lapisan pengosongan (depletion layers)
Gambar 9.2 menunjukkan polaritas normal untuk bias suatu JFET
kanal-n. Caranya adalah menggunakan tegangan negatif antara gerbang dan
sumber, ini membias reverse gerbang tersebut. Karena gerbang dibias
reverse, arus yang mengalir dalam penghubung gerbang hanyalah suatu
arus yang kecil dan dapat diabaikan. Untuk pendekatan pertama, arus
gerbang adalah nol.
Nama efek medan (field effect) di hubungkan dengan lapisan-lapisan
pengosongan (deplation layer) disekitar tiap sambungan pn. Gambar 9.2 b
menunjukkan lapisan-lapisan pengosongan tersebut. Arus dari sumber ke
cerat (drain) harus mengalir melalui kanal sempit antara lapisan-lapisan
pengosongan. Ukuran dari lapisan-lapisan pengosongan tersebut
menentukan lebar dari saluran konduksi. Makin negatif tegangan gerbang,
saluran konduksi semakin sempit karena lapisan-lapisan pengosongan satu
sama lain menjadi lebih dekat. Dengan perkatan lain, tegangan gerbang
mengendalikan arus antara sumber dan cerat. Makin negatif tegangan
gerbang, arus makin kecil.
Pebedaan kunci antar suatu JFET dan suatu transistor bipolar adalah
gerbang dibias reverse sedangkan basis dibias forward. Perbedaan penting
ini berarti JFET bekerja seperti suatu alat yang tegangannya dapat di
kendalikan. Secara ideal, tegangan input mengendalikan arus output. Hal ini
Teori Dasar Elektronika 126
Elektronika Industri
ini bebeda dengan transistor bipolar yang arus inputnya mengendalikan arus
outpunya. Perbedaan yang lan , FET mempunyai impedansi input yang
tinggi.
FET mempunyai beberapa keuntungan bila dibandingkan dengan
transistor, antara lain:
1. mempunyai stabilitas thermis yang tinggi.
2. Mempunyai impedansi input yang tinggi.
3. Relatif lebih tahan terhadap radiasi
4. Noise yang dihasilkan lebih rendah
5. Bekerja berdasarkan aliran pembawa minoritas saja.
gambar 9.3
Simbol skematik JFET kanal n
Sebagian besar dari JFET, sumber dan ceratnya dapat ditukar. Dengan
demikian, kita dapat menggunakan salah satu ujung sebagai sumber dan
ujung yang lain sebagai cerat atau sebaliknya. Karena alasan ini, simbol JFET
pada gambar 9.3 adalah simetris, titik gerbang dan titik tengah kanal. Jika
kita menggunakan simbol JFET simetris, kita dapat memberi nama pada
terminal JFET seperti pada gambar 9.3.
Pada gambar 9.4 ditunjukkan JFET kanal P dan simol skematisnya:
Teori Dasar Elektronika 127
Elektronika Industri
gambar 9.4
Simbol skematis untuk JFET kanal p
Seperti yang telah dibahas terdahulu, untuk operasi normal dari JFET
terminal gerbang selalu di bias reverse. Pada kasus tertentu , tegangan
gerbang dibuat nol. Dengan kata lain, kita dapat mengurangi VGS menjadi nol
sepeti dalam gambar 9.5, keadaan ini disebut kondisi gerbang dihubung
singkat (shorted gate).
gambar 9.5
(a) bias normal JFET (b) Tegangan gerbang nol
(c) Arus cerat gerbang dihubung singkat (d) pichoff
Gambar 9.5c adalah grafik arus cerat terhadap tegangan cerat untuk
kondisi gerbang yang hubung singkat. Kurva tersebut menyerupai kurva
kolektor. Arus cerat mula-mula naik dengan cepat, tetapi kemudian
Teori Dasar Elektronika 128
Elektronika Industri
mendatar. Dalam daerah Vp dan VDS (maks) arus cerat hampir konstan. Jika
tegangan cerat terlalu besar, maka JFET akan mengalami braeakdown.
Tegangan pinchoff Vp adalah tegangan cerat ; diatas tegangan ini,
arus cerat menjadi konstan. Jika tegangan cerat sama dengan Vp, kanal
menjadi sempit dan lapisan pengosongan hampir menyentuh seperti
ditunjukkan pada gambar 9.5 b. Saluran kecil antara lapisan pengosongan
cenderung untuk membatasi arus. Penambahan tergangan cerat lebih lanjut,
hanya mengakibatkan penambahan sedikit arus cerat. Inilah sebabnya arus
cerat dalam daerah aktif hampir konstan.
Kurva cerat tampak sangat mirip dengan kurva kolektor. Gambar 9.6
menunjukkan kurva cerat untuk sebuat JFET. Kurva yang paling atas adalah
untuk VGS = 0 pada kondisi gerbang hubung singkat. Tegangan pinchoff
terdekat 4 Volt. Dan tegagan breakdown adalah 30 Volt. Jadi daerah aktif
untuk JFET tersebut adalah 4 V<VDS<30 V.
Gambar 9.6 Kurva Cerat JFET
Seperti yang kita lihat, IDS adalah 10 mA untuk VDS sebesar 15 V.
Suatu tegangan negatif yang dihasilkan kurva cerat yang lain. Untuk
nilai VGS sebesar -1 V, menurunkan arus cerat kira-kira 5,62 mA dan
seterusnya. Kurva yang paling bawah untuk VGC sebesar -4V dapat
mengurangi arus cerat mendekati nol. Tegangan ini disebut titik sumbat
gerbang sumber (gate source cut off voltage) dn dinyatakan dengan notasi
VGS (cut OFF).
JFET mempunyai jangkauan harga VGS (off) yang lebar. Lembar data
menjelaskan VGS (off) menghasilkan arus cerat yang sangat kecil. Misalnya
Teori Dasar Elektronika 129
Elektronika Industri
Teori Dasar Elektronika 130
lembar data JFET MPF 102 memberikan VGS (off) maksimum sebesar 8 V
untuk arus cerat 2 nA.
Seperti yang telah kita lihat sebelumnya bahwa VP adalah harga
tegangan cerat yang mengambil arus untuk kondisi gerbang hubung singkat.
Karena hal ini :
Lembar data tidak memberikan harga VP , tetapi menyajikan VGS(off)
yang ekivalen dengan VP. Karena kondisi gerbang hubung singkat
memberikan kurva cerat paling tinggi dan VGS(off) menghasilkan kurva cerat
paling rendah, jangkauan normal dari VGS adalah:
Jika VGS dalam jangkauan ini, ID harus dalam interval:
Sebagai contoh, dalam gamba 9.6 jangkauan normal dari tengangan
cerat adalah antara 4 dan 30 V , jangkauan normal dari arus cerat adalah
antara 0 dan 10 mA.
b. MOSFET
MOSFET adalah singkatan dari Metal Oxida Semikonduktor Field Effect
Transistor. Sering juga disebut Insulated Gate FET (IGFET). Hal ini
disebabkan gate pada MOSFET tidak berhubungan langsung dengan kanal,
tetapi diisolasi oleh suatu lapisan oksida logam yang tipis (biasanya silikon
oksida). Kita mengenal dua macam MOSFET yaitu:
1. DE MOSFET (Depletion Enhanchement MOSFET)
2. E MOSFET ( (Enhanchemen MOSFET)
DEMOSFET adalah semacam MOSFET yang dapat beraksi dengan
deplation action (aksi pengosongan). Dan enhanchement action (aksi
peningkatan). Oleh karena itu disebut DEMOSFET.
0 < ID < IDSS
VGS(off) < VP < 0
VP=VGS (off)
Elektronika Industri
ENHANCHEMENT MOSFET adalah semacam MOSFET yang hanya
beroperasi dengan enhanchement action (aksi peningkatan) saja. Gambar
9.7 adalah simbol-simbol DEMOSFET dan EMOSFET.
gambar 9.7 simbol-simbol MOSFET
Di bawah ini adalah rangkaian kerja DEMOSFET kanal n:
Gambar 9.8
Rangkaian kerja DE MOSFET
Baik tegangan positif maupun negatif yang diberikan pada gate, tidak
akan menyebabkan adanya arus gate karena adanya metal oxida antara gate
dan saluran.
Bila gate diberi muatan negatif maka muatan negatif tersebut pada
gate ini akan menolak elektron-elektron yang ada pada saluran, sehingga
arus drain ID akan berkurang (sama dengan JFET).
Teori Dasar Elektronika 131
Elektronika Industri
Pada tegangan gate tertentu, semua elektron bebas pada saluran
akan terusir, sehingga menyebabkan tidak mengalirnya arus drain ID. Karena
itu, operasi dengan tegangan gate negatif disebut deplation action (aksi
pengosongan).
Bila gate diberi tengangan positif, maka muatan positif ini menarik
elektron-elektron babas pada saluran antara gate dan substrat. Hal ini akan
meningkatkan arus drain ID. Karena itu, operasi ini dinamakan
enhanchement action , maka MOSFET ini dikatakan DE MOSFET (Deplation
Enhancement MOSFET).
Kesimpulannya adalah bahwa DE MOSFET dapat beroperasi (bekerja)
dengan memberikan tegangan gate positif maupun negatif. Diatas adalah
prinsip atau cara kerja DE MOSFET kanal n, sedangkan cara kerja DE
MOSFET kanal p semua polaritas baik tegangan maupun arus adalah
kebalikan dari uraian diatas.
gambar 9.9 Rangkaian kerja DE MOSFET
Pada gambar di atas terlihat bahwa substrat (St) menutup seluruh
jalan (saluran) antara source dan drain. E MOSFET yang hanya bekerja
dengan aksi peningkatan saja.
Pada saat VGS = 0 , tidak ada arus drain ID yang mengalir walaupun
VDD ada tegangannya. Karena bahan p tidak dapat mempunyai pembawa
muatan atau hanya sedikit sekali yang disebabkan agitasi thermis.
Apabila gate diberi tengangan posistif yang cukup besar, maka akan
mengalirlah arus drain ID. Karena bila gate mendapat tegangan positif maka
Teori Dasar Elektronika 132
Elektronika Industri
akan terinduksikan muatan negatif pada substrat. Muatan negatif ini berupa
ion-ion negatif yang ada pada bahan p tersebut.
Selanjutnya bila tegangan positif pada gate dinaikkan hingga
mencapai suatu harga tertentu, maka elektron-elektron bebas akan
membentuk lapisan tipis yang berfungsi sebagai pembawa muatan yang
mengakibatkan arus drain ID naik.
LATIHAN
1. Transistor efek medan FET adalah komponen elektronika yang
prinsip kerjanya berdasarkan...........
2. Mengapa MOSFET dapat disebut IGFET?
3. Apa yang terjadi bila bias positif pada gate MOSFET terus
dinaikkan?
4. Jelas kan cara kerja E MOSFET dan DE MOSFET!
5. Apa yang dimaksud dengan pinchof?
Teori Dasar Elektronika 133
Elektronika Industri
LEMBAR EVALUASI
Pertanyaan
1. Lakukanlah praktek jenis-jenis resistor tanpa melihat lembar kerja!
2. Lakukanlah praktek kode warna dan huruf pada resistor tanpa
membuka lembar kerja!
3. Apa yang di maksud dengan arus bocor dioda?
4. Apa yang di maksud kurva karakteristik tegangan dan arus dioda?
5. Sebutkanlah bahan-bahan dielektrika kondensator!
6. Apakah yang dimaksud dengan kapasitansi kondensator?
7. Bagaimanakah rumus mencari harga reaktansi induktif (XL) ?
8. Bagaimankah rumus mencari harga impedansi (Z) ?
9. Gambar kan 3 daerah dop transistor
10. Gambarkan simbol JFET, DE MOSFET, dam E MOSFET kanal n!
Teori Dasar Elektronika 134
Elektronika Industri
BAB IV
PENUTUP
Peserta diklat yang telah mencapai syarat kelulusan minimal dapat
melanjutkan modul selanjutnya. Sebaliknya, apabila peserta diklat
dinyatakan tidak lulus, maka peserta diklat harus mengulang modul ini dan
tidak diperkenankan untuk mengambil modul selanjutnya.
Teori Dasar Elektronika 135
Elektronika Industri
Teori Dasar Elektronika 136
DAFTAR PUSTAKA
UNY Yokyakarta, komponen pasif (2001) Dikmenjur Jakarta
Kunandar Ahmad, SPd. Pahmi Aji W (2001) Penerapan Konsep Dasar Listrik
Dan Elektronika , Bandung : Penerbit Aksara