BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dalam era perkembangan teknologi sekarang ini tidak lepas dari kemajuan

teknologinya baik dibidang industri maupun bidang yang lain. Masyarakat

sekarang dalam menunjang kebutuhan hidupnya tidak lepas dari peralatan-

perlatan elektronika misalnya TV, HP, speaker, dan lain-lain. Perlatan-peralatan

tersebut kalau kita simak secara seksama bahwasanya tidak dapat bekerja dengan

baik tampa komponen-komponen elektronika yang menunjangnya. Seperti

transistor, thyristor, unjiction transistor, SCR, diac dan triac. Serta penggunaannya

dalam suatu rangkaian.

1.2 Tujuan

Adapun tujuan dalam penulisan makalah ini yaitu antara lain :

1. Mampu menjelaskan pengertian dan prinsip kerja dari Dioda.

2. Mampu menjelaskan pengertian dan prinsip kerja dari Transistor.

3. Mampu menjelaskan pengertian dan prinsip kerja dari Thyristor.

4. Mampu menjelaskan pengertian dan prinsip kerja dari Unjuction

Transistor.

5. Mampu menjelaskan pengertian dan prinsip kerja dari SCR.

6. Mampu menjelaskan pengertian dan prinsip kerja dari Diac.

7. Mampu menjelaskan pengertian dan prinsip kerja dari Triac.

1.3 Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah dalam penulisan makalah ini yaitu antara lain :

1

1. Untuk mengetahui pengertian dan prinsip kerja dari

2. Untuk mengetahui pengertian dan prinsip kerja dari Dioda.

3. Untuk mengetahui pengertian dan prinsip kerja dari Transistor.

4. Untuk mengetahui pengertian dan prinsip kerja dari Thyristor.

5. Untuk mengetahui pengertian dan prinsip kerja dari Unjuction Transistor.

6. Untuk mengetahui pengertian dan prinsip kerja dari SCR.

7. Untuk mengetahui pengertian dan prinsip kerja dari Diac.

8. Untuk mengetahui pengertian dan prinsip kerja dari Triac.

1.4 Batasan Masalah

Dalam penulisan makalah ini hanya membahas penjelasan mengenai

komponen-komponen elektronika yang biasa digunakan dalam rangkaian, yaitu

dioda, transistor, thyristor, unjiction transistor, SCR, diac dan triac. Serta

penggunaannya dalam suatu rangkaian.

1.5 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan makalah ini terdiri dari beberapa bab diantaranya :

BAB I PENDAHULUAN pada bab ini berisi mengenai latar belakang,

tujuan, rumusan masalah, batasan masalah,

serta sistematika penulisan.

BAB II PEMBAHASAN pada bab ini berisi penjelasan mengenai

dioda, transistor, thyristor, unjiction

transistor, SCR, diac dan triac. Serta

penggunaannya dalam suatu rangkaian.

BAB III pada bab ini berisi mengenai kesimpulan dan saran.

2

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Dioda

Dioda adalah komponen aktif dua kutub yang pada umumnya bersifat

semikonduktor, yang memperbolehkan arus listrik mengalir ke satu arah (kondisi

panjar maju) dan menghambat arus dari arah sebaliknya (kondisi panjar mundur).

Diode dapat disamakan sebagai fungsi katup di dalam bidang elektronika. Diode

sebenarnya tidak menunjukkan karakteristik kesearahan yang sempurna,

melainkan mempunyai karakteristik hubungan arus dan tegangan kompleks yang

tidak linier dan seringkali tergantung pada teknologi atau material yang digunakan

serta parameter penggunaan. Beberapa jenis diode juga mempunyai fungsi yang

tidak ditujukan untuk penggunaan penyearahan. Simbol untuk dioda dapat dilihat

pada gambar 2.1.1.

Gambar 2.1.1. simbol dioda

Prinsip Kerja Dioda

Hampir semua peralatan elektronika memerlukan sumber arus searah.

Penyearahdigunakan untuk mendapatkan arus searah dari suatu arus bolak-balik.

Arus atau tegangantersebut harus benar-benar rata tidak boleh berdenyut-denyut

3

agar tidak menimbulkangangguan bagi peralatan yang dicatu.Dioda

semikonduktor hanya dapat melewatkan arus pada satu arah saja, yaitu padasaat

dioda memperoleh catu arah/bias maju (forward bias). Karena di dalam dioda

terdapat junction (pertemuan) dimana daerah semikonduktor type-p dan semi

konduktor type-nbertemu. Pada kondisi ini dioda dikatakan bahwa dioda dalam

keadaan konduksi ataumenghantar dan mempunyai tahanan dalam dioda relative

kecil. Sedangkan bila dioda dibericatu arah/bias mundur (Reverse bias) maka

dioda tidak bekerja dan pada kondisi ini diodamempunyai tahanan dalam yang

tinggi sehingga arus sulit mengalir. Apabila dioda silicondialiri arus AC, maka

yang mangalir hanya satu arah saja sehingga arus output dioda berupaarus DC.

Dari kondisi tersebut maka dioda hanya digunakan pada beberapa pemakaian

sajaantara lain sebagai penyearah setengah gelombang (Half Wave Rectifier),

penyearahgelombang penuh (Full Wave Rectifier), rangkaian pemotong (Clipper),

rangkaian penjepit(Clamper) maupun pengganda tegangan (Voltage Multiplier)

2.2 Transistor

Transistor sebagai salah satu komponen aktif elektronika terbuat dari

bahan semikonduktor Germanium, Silikon, dan Gallium Arsenide yang memiliki

beberapa fungsi di antaranya sebagai  penguat, saklar ( switching ), dan modulasi

sinyal. Dua jenis transistor yang sering dipakai adalah tipe NPN dan PNP

(N=Negatif, P=Positif). Transistor tipe NPN akan bekerja jika basis diberi arus

positif, colector positif, dan emitor negatif, sedangkan transistor PNP akan bekerja

jika basis diberi arus negatif, colector negatif, dan emitor positif.

4

Aplikasi pada sebuah sistem elektronik tentu tidak sesederhana itu, ada

beberapa perhitungan dasar yang harus dilakukan sesuai dengan karateristik

transistor. Bentuk transistor dapat dilihat pada gambar 2.2.1.

Gambar.2.2.1. gambar transistor.

Prinsip Kerja Transistor

Transistor sebagai Penguat dan Saklar Transistor adalah alat

semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan

penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi

lainnya. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, dimana berdasarkan arus

inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik

yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya. Pada umumnya, transistor

memiliki 3 terminal, yaitu Basis (B), Emitor (E) dan Kolektot (C). Tegangan yang

di satu terminalnya misalnya Emitor dapat dipakai untuk mengatur arus dan

tegangan yang akan dikuatkan melalui kolektor.Selain digunakan untuk penguat

transistor bisa juga digunakan sebagai saklar. Caranya dengan memberikan arus

yang cukup besar pada basis transistor hingga mencapai titik jenuh. Pada kondisi

seperti ini kolektor dan emitor bagai kawat yang terhubung atau saklar tertutup,

dan sebaliknya jika arus basis teramat kecil maka kolektor dan emitor bagai saklar

5

terbuka. Dengan sifat pensaklaran seperti ini transistor bisa digunakan sebagai

gerbang atau yang sering kita dengar dengan sebutan TTL yaitu Transistor

Transistor Logic. Prinsip Kerja Transistor | Transistor sebagai Penguat dan Saklar

Prinsip Kerja Transistor | Transistor sebagai Penguat dan Saklar Prinsip Kerja

Transistor | Transistor sebagai Penguat dan Saklar Gambar bentuk fisik transistor

Note : Prinsip Transistor sebagai Penguat (amplifier): artinya transistor bekerja

pada wilayah antara titik jenuh dan kondisi terbuka (cut off), tetapi tidak pada

kondisi keduanya. Prinsip Transistor sebagai penghubung (saklar) : transistor akan

mengalami Cutoff apabila arus yang melalaui basis sangat kecil sekali sehingga

kolektor dan emitor akan seperti kawat yang terbuka, dan Transistor akan

mengalami jenuh apabila arus yang melalui basis terlalu besar sehingga antara

kolektor dan emitor bagaikan kawat terhubung dengan begitu tegangan antara

kolektor dan emitor Vce adalah 0 Volt dari cara kerja diataslah kenapa transistor

dapat difungsikan sebagai saklar. Adapun prinsip kerja dari transistor dapat dilihat

pada gambar 2.2.2.

Gambar 2.2.2 simbol transistor.

6

2.3 Thyristor

Thyristor adalah sebuah alat yang terdiri dari 4 lapisan semikonduktor

yang menggunakan umpan balik dalam (internal feedback) untuk mendapatkan

perilaku penahanan (latching). Thyristor umumnya digunakan sebagai switch.

Penggunaan  utamanya adalah pada pengendalian arus beban yang besar pada

motor, pemanas, instalasi penerangan dan sejenisnya. Adapun bentuk dari

thyristor dapat dilihat pada gambar 2.3.1.

Gambar 2.3.1 thyristor

Prinsip Kerja Thyristor

Prinsip kerja thyristor dapat dijelaskan dengan menggunakan model

penahan ideal seperti ditunjukkan pada gambar 4.1. Transistor Q1 adalah PNP dan

transistor Q2 adalah NPN. Kolektor dari transistor Q1 menjalankan basis transistor

Q2 dan kolektor transistor Q2 menjalankan basis transistor Q1. Dengan susunan

seperti ini akan diperoleh umpan balik positif yang dinamakan

sebagai regenerasi. Artinya apabila arus basis Q2 naik, maka arus kolektor Q2 juga

naik. Kenaikan arus kolektor Q2 ini mengakibatkan kenaikan pada arus basis Q1,

sehingga arus kolektor Q1 juga ikut naik, yang mengakibatkan arus basis Q2 akan

semakin besar. Kenaikan arus yang terus menerus ini akan terus berlangsung

7

sampai kedua transistor menjadi jenuh. Pada keadaan ini penahan akan berlaku

sebagai switch yang tertutup.

Gambar 2.3.2. Rangkaian penahan ideal

2.4 Unjiction Transistor

Uni Junktion Transistor (UJT) adalah transistor yang mempunyai satu kaki

emitor dan dua basis. Kegunaan transistor ini adalah terutama untuk switch

elektronis. Ada Dua jenis UJT ialah UJT Kanal N dan UJT Kanal P.

Prinsip Kerja Unjiction Transistor

Prinsip kerja UJT tak ubahnya sebagai saklar Input dari jenis Transistor,

ini diambil dari Emitor yang mempunyai tahanan dan tahanan ini dengan cepat

menurun nilaianya jika tegangan Input naik sampai level tertentu.

Gambar 2.5.1 Unjiction Transistor

8

Cara Kerja UJT

1. Perhatikan Gambar, antara terminal-terminal B1- B2 kita beri tegangan

UB1 B2 = 9 Volt. Maka terjadilah pembagian tegangan antara RB1

dan RB2, Dioda tidak bekerja.

2. Mula-mula tegangan catu pada Emiter sama dengan nol, maka Dioda

Emiter berada dalam keadaan Reverse bias. Bila tegangan ini

diperbesar maka UE akan ikut bertambah besar,tetapi Emiter tetap

tidak akan menghantar sebelum UE>U1 + UK. UK = Knee

3. Voltage dari Dioda tersebut.

4. Setelah UE>U1+ UK, maka Dioda dalam keadaan Forward bias dan

dia mulai menghantar. Oleh karena daerah P mendapat doping yang

berat sedangkan daerah N didoping ringan, maka pada saat forward

bias banyak hole dari daerah P ini yang tidak dapat berkombinasi

dengan elektron bebas dari daerah N.

5. Hole-hole tersebut akan merupakan suatu pembawa muatan positip

pada daerah basis 1 (B1). hal ini menyebabkan tahanan RB1 pada

daerah basis turun hingga mencapai suatu harga yang kecil sekali,

sehingga dapat dikatakan antara Emiter dan basis 1 (B1) terjadi

hubung singkat.

6. Dari sini jelas bahwa dioda Emitor pada UJT berfungsi sebagai saklar

dan saklar ini akan tetap tinggal tertutup selama arus Emitor masih

lebih besar dari suatu harga tertentu yang disebut “Valley Current”

9

2.5 SCR

Silicon controlled rectifier (SCR) atau thyristor merupakan device

semikonduktor yang mempunyai perilaku cenderung tetap on setelah diaktifkan

dan cenderung tetap off setelah dimatikan (bersifat histeresis) dan biasa digunakan

sebagai saklar elektronik, protektor, dan lain sebagainya. Adapun bentuk dari

SCR sendiri dapat dilihat pada gambar 2.5.1.

Gambar 2.5.1 SCR

Sebelum kita mengetahui lebih dalam tentang pengertian dan prinsip kerja

dasar dari Silicon controlled rectifier (SCR), sebaiknya kita tahu terlebih dulu

tentang definisi dari dioda shockley. Karena SCR itu sendiri memang device yang

dikembangkan dari sebuah dioda shockley, yaitu dioda yang terdiri dari empat

lapisan bahan semikonduktor, atau yang juga biasa disebut sebagai dioda PNPN.

Prinsip Kerja SCR

SCR biasanya digunakan untuk mengontrol khususnya pada tegangan

tinggi karena SCR dapat dilewatkan tegangan dari 0 sampai 220 Volt tergantung

pada spesifik dan tipe dari SCR tersebut. SCR tidak akan menghantar atau on,

meskipun diberikan tegangan maju sampai pada tegangan breakovernya SCR

tersebut dicapai (VBRF). SCR akan menghantar jika pada terminal gate diberi

pemicuan yang berupa arus dengan tegangan positip dan SCR akan tetap on bila

arus yang mengalir pada SCR lebih besar dari arus yang penahan (IH).

10

SCR akan aktif apabila arus IGT (arus pemicu gate) masuk melalui

tahanan dan memicu PNPN menjadi PN. Ketika SCR dialirkan arus AC maka

berubah menjadi ON, dan harus ditrigger dengan sudut penyulutan.

Gambar 2.5.2 prinsip kerja SCR

Contoh Pemakaian SCR

Contoh penggunaan SCR pada sirkuit DC adalah sebagai perangkat atau

device crowbar yang berfungsi untuk memproteksi bila terjadi tegangan lebih

(over voltage). Sirkuit crowbar terdiri dari sebuah SCR yang dihubungkan pararel

dengan output dari power supply DC. Rusaknya SCR dan power supply dapat

dicegah dengan pemasangan secara benar dan bijaksana sebuah fuse atau

resistansi seri yang besar setelah SCR untuk membatasi arus hubung singkat dari

rangkaian.

Gambar 2.5.3 contoh penggunaan SCR pada rangakain.

11

2.6 Diac

Istilah diac diambil dari Dioda AC yang merupakan salah satu dari

keluarga thyristor dan termasuk dalam jenis Bidirectional Thyristor. Diac

mempunyai dua buah elektroda atau terminal dan dapat menghantar dari kedua

arah oleh karenanya diac dianggap sebagai homo atau non-polar. Diac tersusun

dari empat lapis semikonduktor seperti dioda lapis empat. Gambar ini

memperlihatkan ekuivalen dan simbol diac

Gambar 2.6.1 simbol Diac

Prinsip Kerja Diac

Diac mempunyai impedansi yang tinggi dalam dua arah,guna mencapai

titik konduknya diperlukan tegangan antara 28 sampai 36 volt. Kita perhatikan

gambar a diatas, jika tegangan diberikan pada diac menyamai atau melebihi

tegangan konduknya, maka salah satu saklar akan menutup, demikian sebaliknya

untuk kondisi yang sama salah satu saklarnya juga akan menutup

Contoh penggunaan Diac

Umumnya, DIAC digunakan sebagai pemicu TRIAC agar ON pada tegangan

masukan yang relatif tinggi. Contoh aplikasinya adalah dimmer lampu. Jika IGT

TRIAC diketahui sebesar 10 mA dan VGT=0,7 volt, sedangkan Vbo DIAC sebesar

20 V, maka TRIAC akan ON pada: V = IGT(R)+Vbo+VGT = 120.7 V

12

  Biasanya, Resistor R pada rangkaian dimmer diganti dengan rangkaian

seri resistor dan potensiometer. Kapasitor C dengan rangkaian R digunakan untuk

menggeser fasa tegangan VAC. Lampu dapat menyala redup dan terang

bergantung kapan TRIAC dipicu.

gambar 2.6.2 contoh penggunaan Diac

2.7 Triac

Triac atau Triode for Alternating Curren (Trioda untuk arus bolak-balik)

adalah sebuah komponen elektronik yang kira-kira ekivalen dengan dua SCR

yang disambungkan anti parallel dan kaki gerbangnya disambungkan bersama.

Nama lain TRIAC adalah Bidirectional Triode Thyristor. Ini menunjukkan saklar

dua arah yang dapat mengalirkan arus listrik ke kedua arah ketika dipicu

(dihidupkan). Ini dapat dipicu baik dengan tegangan positif ataupun negative pada

elektroda gerbang. Sekali dipicu, komponen ini akan terus menghantarkan sampai

arus yang mengalir lebih rendah dari arus genggamnya, misalnya pada akhir paruh

siklus dari arus bolak-balik. Hal tersebut membuat TRIAC sangat cocok untuk

mengendalikan tegangan AC, memungkinkan pengendalian arus yang sangat

tinggi dengan arus kendali yang sangat rendah.

13

Prinsip Kerja Triac

Triac akan tersambung (on) ketika  berada di quadran I yaitu saat arus

positif kecil  melewati terminal gate ke MT1,dan polaritas MT2 lebih tinggi dari

MT1, saat triac terhubung dan rangkaian gate tidak memegang kendali, maka triac

tetap tersambung selama polaritas MT2 tetap lebih tinggi dari MT1 dan arus yang

mengalir lebih besar dari arus genggamnya (holding current/Ih), dan triac juga

akan tersambung saat arus negatif melewati terminal gate ke MT1,dan polaritas

MT1 lebih tinggi dari MT2, dan triac akan tetap terhubung walaupun rangkaian

gate tidak memegang kendali selama polaritas MT1 lebih tinggi dari MT2. Selain

dengan cara memberi pemicuan melalui teminal gate, triac juga dapat dibuat

tersambung (on) dengan cara memberikan tegangan yang tinggi  sehingga

melampaui tegangan breakover-nya terhadap terminal MT1 dan MT2, namun cara

ini tidak diizinkan karena dapat menyebabkan triac akan rusak. Pada saat triac

tersambung (on) maka tegangan jatuh maju antara terminal MT1 dan MT2

sangatlah kecil yaitu berkisar antara 0.5 volt sampai dengan 2 volt. Adapun

prinsip kerja dari Triac dapat dilihat pada gambar 2.7.1

Gambar 2.7.1 Triac dan simbolnya

14

Contoh penggunaan Triac

Triac dapat digunakan untuk merubah arus ac rata-rata menjadi beban ac

seperti terlihat pada Gambar 8. Rangkaian trigger mengontrol titik dari bentuk

gelombang ac di mana triac yang dihubungkan ON. Bentuk gelombang yang

terjadi adalah masih arus bolak-balik, tapi arus rata-rata diubah. Pada rangkaian

penerangan, perubahan arus menjadi lampu pijar akan merubah jumlah cahaya

yang dipancarkan oleh lampu. Jadi, triac dapat digunakan sebagai pengontrol

keredupan cahaya. Pada rangkaian motor yang sama, perubahan arus itu akan

merubah kecepatan motor. Diac adalah alat seperti transistor dua terminal yang

digunakan untuk mengontrol trigger SCR dan triac. Penggunaanya dapat dilihat

pada gambar 2.7.2.

Gambar 2.7.2 penggunaan Triac pada rangkaian.

15

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Dari penuisan makalah ini dapat kita ambil kesimpulan bahwa dalam

membuat atau mendesign suatu rangkaian maka tidak lepas dari komponen-

komponen elektronika. Komponen-komponen elektronika yang biasa digunakan

diantaranya dioad, transistor, thyristor, unjiction transistor, SCR, diac dan triac.

Dan apabila dalam pemasangannya komponen harus sesuai dengan fungsi dan

prinsip kerja masing-masing agar tidak mengalami gangguan dalam

pemasangannya.

3.2 Saran

Semoga dalam penulisan makalah ini dapat bermanfaat bagi pembaca,

serta menjadi acuan bagi penulis untuk selalu meningkatkan disiplin ilmunya

dalam dunia elektro. Ucapan trimakasih kepada semua pihak yang telah

membantu dalam menyelesaiakan tugas ini.

16

DAFTAR PUSTAKA

http://id.wikipedia.org/wiki/Diode

https://www.academia.edu/8811515/Prinsip_Kerja_Transistor_Transistor_sebagai

http://m-edukasi.kemdikbud.go.id/online/2008/thyristor/sumateth.html

http://www.gatewan.com/2014/08/mengenal-ujt-uni-junction-transistor.html#axzz3W3wTO8NU

http://www.gatewan.com/2014/08/mengenal-ujt-uni-junction-transistor.html#axzz3W3wTO8NU

http://trikueni-desain-sistem.blogspot.com/2014/03/Pengertian-Silicon-Controlled-Rectifier.html

http://bimopraks.blogspot.com/

17