Elektronika dasar

Fauzan A Mahanani, S.Pd

2. Komponen Pasif

* Resistor, Kapasitor, Transformator

3. Komponen Aktif

* Dioda, Transistor, FET, UJT, Tiristor dan Triak

4. Pembentukan Gelombang

* Bentuk gelombang, Rangkaian RC, Jaringan differensiasi dan integrasi, Multivibrator

5. Penguat / Amplifier

1. Hukum Ohm


Hukum ohm memberikan keterangan mengenai hubungan antara arus, tegangan danResistansi / tahanan.

Arus = Tegangan

ResistansiI =

VR

Arus listrik : gerakan muatan-muatan listrik yang diarahkan (ampere)Tegangan : selisih tekanan listrik yang menimbulkan arus antar kedua titik itu dalam rangkaian tertutup (volt)Resistansi : sifat suatu penghantar yang bekerja melawan arus listrik (Ohm)


1. Resistor

Resistor di bagi dua kategori : 1. Resistor Linier

2. Resistor non-linier

1. Resistor Linier

Simbol untuk resistor linier tetap

Unit satuan dari resistor / tahanan adalah ohm atau

* Resistor Tetap * Resistor Variabel

Simbol untuk resistor linier variabel


Tanda warna

Pada resistor berdaya rendah ukuran ditunjukkan oleh kode warna yang terdapat pada badan resistor.

Warna Ukuran ToleransiHitam 0Coklat 1 1%Merah 2 2%Jingga 3Kuning 4Hijau 5Biru 6Ungu 7

Abu-abu 8Putih 9Emas - 5%Perak - 10%Polos - 20%

Contoh :

Coklat

Abu-abu

Merah

Emas

Jawab :

Coklat

Abu-abu

Merah

Emas

1

8

00

5 %

Resistor : 1800 ohm atau 1K8


Banyak Resistor yang pada masa mendatang akan diberi sandi menurut BS 1852 (Colour Code) harga dan toleransi resistor akan dicapkan pada badannya sebagai pengganti cincin-cincin berwarna yang sudah dikenal sekarang ini.Di belakang sandi harga akan ditambahkan huruf untuk menunjukkan toleransinya:

F = 1% G = 2% J = 5% K = 10% M = 20%Contoh sandi resistansi menurut BS 1852:Penandaan ResistansiR33M 0,33 20%4k7F 4700 1%6M8M 6,8M 20%22KK 22K 10%


0,5% 1% 2% 5% 10% 20% 50%E192 E96 E48 E24 E12 E6 E3100 100 100 100 100 100 100101102 102104105 105 105106107 107109110 110 110 110111113 113114115 115 115117118 118120 120 120121 121 121123124 124126127 127 127129130 130 130132133 133 133135

0,5% 1% 2% 5% 10% 20% 50%E192 E96 E48 E24 E12 E6 E3137 137138140 140 140142143 143145147 147 147149150 150 150 150 150152154 154 154156158 158160 160162 162 162164165 165167169 169 169172174 174176178 178 178180 180 180182 182184


0,5% 1% 2% 5% 10% 20% 50%E192 E96 E48 E24 E12 E6 E3187 187 187189191 191193196 196 196198200 200 200203205 205 205208210 210213215 215 215218

220 220 220 220221 221223226 226 226229232 232234237 237 237240 240243 243246249 249 249

0,5% 1% 2% 5% 10% 20% 50%E192 E96 E48 E24 E12 E6 E3252255 255258261 261 261264267 267

270 270271274 274 274277280 280284287 287 287291294 294298

300301 301 301305309 309312316 316 316320324 324328

330 330 330


0,5% 1% 2% 5% 10% 20% 50%E192 E96 E48 E24 E12 E6 E3332 332 332336340 340344348 348 348352357 357

360361365 365 365370374 374379383 383 383388

390 390392 392397402 402 402407412 412417422 422 422427

430432 432

0,5% 1% 2% 5% 10% 20% 50%E192 E96 E48 E24 E12 E6 E3437442 442 442448453 453459464 464 464470 470 470 470 470475 475481487 487 487493499 499511 511 511517523 523530536 536 536542549 549556

560 560562 562 562569576 576583590 590 590


0,5% 1% 2% 5% 10% 20% 50%E192 E96 E48 E24 E12 E6 E3597604 604612619 619 619

620626634 634642649 649 649657665 665673

680 680 680681 681 681690698 698706715 715 715723732 732741750 750 750 750759768 768777787 787 787

0,5% 1% 2% 5% 10% 20% 50%E192 E96 E48 E24 E12 E6 E3796806 806816

820 820825 825 825835845 845856866 866 866876887 887898909 909 909

910920931 931942953 953 953965976 976988


Resistor Tidak Tetap (Variable Resistor)

Contoh resistor tidak tetap ialah potensiometer dan trimer potensiometer.

Yang harus diperhatikan adalah dalam pemasangan kaki-kaki potensiometer tidak boleh terbalik. Bila terbalik pemasangannya, maka putaran potensiometer ke arahmaksimal akan menghasilkan nilai ohm minimal.

Kegunaan Resistor1. Membagi tegangan2. Melawan tegangan3. Mengatur volume suara (volume control)4. Mengatur nada rendah (bass control)5. Mengatur nada tingi (treble control)6. Mengatur keseimbangan (balance control)


R1R2

V1

V2

I

V

+

-

PEMBAGI ARUS DAN TEGANGAN

I = R1 + R2

V V = V1 + V2

V2 = R2 . I = . R2R1 + R2

VR1 + R2

R2 . V=

V1 = R1 . I R1 + R2

R1 . V=

• Rangkaian Seri

1. V = V1 + V2 + V3 + ……. + Vn

2. I1 = I2 = I3 = ……… = In

3. Rt = R1 + R2 + R3 + …….. + Rn

RESISTOR


• Rangkaian Parallel

1. V = V1 = V2 = V3 = ……. = Vn

2. I = I1 + I2 I3 + ……… + In

3.

I1 = R1

V , I = I1 + I2

R1 + R2

R1 . II2 =

I1 R1 + R2

R2 . I=

, I2 = R2

V

R1 R2I1 I2

I

V

+

-

1

Rt

1

R1

1

R2

1

Rn

= + + +…


Contoh:Hitung harga Rtot, I, dan V dari setiap harga R pada rangkaian di bawah ini !

10k

1k

10k10 Volt

20 Volt 10k

1k

5k

10k

Jawab:

Rtot = (R10k//R10k) + R1k = 6 Kohm

VR10K = (R10k//R10k)

(R10k//R10k) + R1k 10V = 8,33V

VR1K = (R10k//R10k) + R1k

(R1k) 10V= 1,67V

Latihan : Tentukan harga Rtot, I, dan V dari setiap harga R pada rangkaian di bawah ini !


2. Resistor non-linierA. Foto resistor

Bila terkena sinar

Bila terkena sinar

R kecil ( ratusan ohm)

R besar ( jutaan ohm)

B. Termistor

Termistor dibagi dalam dua jenis :1. Positif temperature coefisient (p.t.c)

2. Negative temperature coefisient (n.t.c)Simbol termistor

-t +t

Resistor variabel

Contoh resistor tidak tetap ialah potensiometer dan trimer potensiometer.

Yang harus diperhatikan adalah dalam pemasangan kaki-kaki potensiometer tidak boleh terbalik. Bila terbalik pemasangannya, maka putaran potensiometer ke arahmaksimal akan menghasilkan nilai ohm minimal.


Menentukan Kaki-kaki PotensiometerPotensiometer memiliki 3 kaki pokok, dan biasanya ada yang ditambah 2 kaki.Untuk memudahkan dalam membedakan kaki-kaki tersebut ditandai dengan angka 1, 2, 3 atau a, b, c pada simbolnya.

Cara menentukan kaki nomor 1, 2 dan 3 adalah sebagai berikut:•Pegang atau tempatkan potensiometer sedemikian rupa sehingga terlihat bahwa kaki-kaki potensiometer berada di bagian atas dan as berada ‘lebih jauh’ dari mata anda. •Perhatikanlah bahwa kaki yang paling kiri adalah kaki a (1), kaki tengah adalah kaki b (2) dan kaki paling kanan adalah kaki c (3).•Sesuaikan dengan simbolnya. Umumnya kaki a adalah ground, sedang kaki b dan c tinggal menyesuaikan.


Mengukur dan memeriksa Potensiometera. Pada pengukuran kaki a dengan kaki c, jarum bergerak menunjukkan nilai ohm sesuai yang tertulis pada badan potensiometer, berarti potensiometer benar nilai ohmnya.b. Pada pengukuran kaki a dengan kaki b sambil as potensiometer diputar, jarum bergerak sesuai dengan putaran asnya tanpa tersendat-sendat berarti potensiometer baik.c. Pada pengukuran seperti point b, jarum bergerak tersendat-sendat, berarti potensiometer kotor lapisan arangnya.d. Jika kita lakukan pengukuran ternyata jarum bergerak penuh (tidak menunjukkan nilai ohm sesuai yang tertulis pada badan potensiometer), berarti potensiometer short.e. Jika ternyata jarum tidak bergerak, berarti potensiometer putus/rusak.


C. Resistor yang bergantung pada Tegangan / VDR

Simbol VDR

Tegangan naik

Tegangan turun

R berkurang

R membesar

Kerusakan yang sering terjadi pada resistor1. Nilai ohm resistor berubah2. Lapisan arang pada potensiometer atau trimer potensiometer aus/kotor. Cara mengatasinya adalah dengan menyemprotkan ‘Contact Cleaner’. atau dengan memindahklan jalur kontak peser potensiometer.


2. KapasitorKapasitor sering disebut juga sebagai kondensator yang merupakan alat penyimpan muatan listrik. Kemampuan kapasitor dalam menyimpan muatan disebut kapasitansi (C). Dan memiliki satuan Farad (F)

Pada dasarnya kapasitor dibuat (dibentuk) dari 2 buah plat penghantar yang terisolator (terpisah) satu sama lain. Isolator atau pemisahnya disebut dielektrika. Dan berdasarkan macam-macam dielektrikanya, maka kapasitor dapat dibagi menjadi beberapa jenis, diantaranya:a. Kondensator keramikb. Kondensator elektrolit c. kondensator mika d. Kondensator mylar e. Kondensator polyster f. Kondensator udara

q = C. V q = i dtMuatan kapasitor

Reaktansi kapasitif 2f C C1 1

=XC= (ohm)

•Sifat Kondensator1. Sebagai coupling, menahan arus DC dan meneruskan arus AC.2. Sebagai filter, menyimpan arus DC dan setelah penuh akan dikeluarkan.


Kapasitor terbagi dalam dua kelompok :

1. Non-Polar Tidak mempunyai kutub, kapasitansinya dibawah 1 F,terbuat dari kertas lilin, polythene, polyster dan lain-lain.

Simbol kapasitor non-elektrolit yang tetap (a) dan yang variabel (b)

(a) (b)

Salah satu contoh kapasitor non-elektrolit adalah kapasitor keramik. Kapasitor ini memiliki kapasitansi di bawah 1 mikro farad. Dua kakinya tidak memiliki kutub positip dan negatip, sehingga pemasangannya tidak perlu khawatir untuk terbalik. Kapasitor ini biasanya digunakan pada rangkaian penguat frekuensi menengah.

Bentuk Fisik kondensator keramik


2. Polar Mempunyai terminal positif dan negatif, kapasitansinya 1 F,terbuat dari aluminium, tantalum.

- +

Simbol kapasitor elektrolit

Elektrolit Condensator (Elco) bahan dielektrikanya terbuat dari garam alumunium. Kondensator ini memiliki kapasitansi yang cukup besar, di atas 1 mikro farad. Elco memiliki 2 buah kaki yang berkutub positip dan negatip, sehingga pemasangannya tidak boleh terbalik.

Elco biasanya digunakan pada rangkaian penguat frekuensi rendah, sebagai filter arus DC dalam catu daya. Pada badan elco tertulis nilai kapasitansi dan tanda kutub positip dan negatipnya.

Bentuk fisik Elco

+ -

•Kerusakan yang sering terjadi:1. Kondensator mika, keramik, kertas, dan variabel terhubung antar kaki- kakinya. Kondensator ini tidak dapat digunakan lagi, kecuali kondensator variabel logam. 2. Elco sering kering, bocor atau meledak karena pemasangan polaritas yang keliru, atau melampaui batas tegangan kerja kondensator.3. Kapasitas kondensator sering berubah dan kaki-kakinya sering putus.


Hubungan Seri pada Kapasitor

C1 C2

1

Ctot

=1

C1

1

C2+

Hubungan Paralel pada Kapasitor

C2

C1

Ctot = C1 + C2

•Guna Kondensator1. Bersama kumparan membangkitkan frekuensi tertentu.2. Mengkopel (Coupling) rangkaian yang satu dengan rangkaian berikutnya.3. Sebagai Feedback, mengembalikan hasil penguatan dari transistor supaya mendapatkan penguatan yang lebih besar (umpan balik).4. Sebagai by pass (simpangan), menyimpangkan arus AC ke chasis/ ground untuk mendapatkan nada rendah (bass) pada penguat suara.5. Sebagai filter, untuk menyaring arus AC yang masih masuk melalui dioda, agar dapat dikembalikan atau disearahkan lagi.


Mengisi dan Mengosongkan Kapasitor

S

iC

RVs

S

iC

RVC

Rangkaian dan grafik pengisian (a) dan pengosongan (b)

Vs

0,63 Vs

RC

RC

t -

SC e - 1 V V

VC

t (detik)(a)

Vs

0,37 Vs

RC

eV RC

t -

. SC V

t (detik)(b)


Kapasitas KondensatorKapasitas kondensator diukur dalam satuan farad. Ukuran farad dalam praktek terlalu besar sehingga biasanya dinyatakan dalam ukuran yang lebih kecil, yaitu mikro farad (F atau Mfd), piko farad (pF), nano farad (nF), dan kilo farad (kF)perhatikan persamaan di bawah ini:1 farad = 1.000.000 Mfd1 Mfd = 1.000.000 pF = 1.000 kF1 kF = 1.000 pF = 1 nF1 kpF = 1.000 pF = 0,001 F = .001 F 10 kpF = 10.000 pF = 0,01 F =.01 F 100 kpF = 100.000 pF =0,1 F = .1 F dan seterusnya.

Memeriksa Kapasitor Mika/Keramika. Hubungkan ohm meter dengan kondensator.b. Bila jarum bergerak, berarti kondensator baik.c. Bila jarum bergerak ke kanan, berarti kondensator terhubung antar kaki-kakinya.d. Bila jarum tidak bergerak, berarti kondensator putus/rusak.


Cara membaca nilai kapasitor:a. Kode Angka. Tertulis 103, berarti nilai kapasitansinya = 10.000 pF = 10kF Tertulis 102, berarti nilai kapasitansinya = 1000 pF = 1 kFJadi angka terakhir merupakan banyaknya nol.

b. Kode Warna Hampir sama dengan pada resistor, bedanya warna pertama dan kedua merupakan bilangan, warna ketiga merupakan banyaknya nol, warna keempat merupakan toleransi, dan warna kelima merupakan tegangan kerja maksimal. Warna pertama adalah warna yang paling jauh dari kaki kondensator.

1 2 3* 4 5Hitam 0 0 - 20% -Coklat 1 1 0 - 100VMerah 2 2 00 - 250VJingga 3 3 000 - -Kuning 4 4 000 0 - 400VHijau 5 5 000 00 - -Biru 6 6 - - 630V Ungu 7 7 - - -Abu-abu 8 8 - - -Putih 9 9 - 10% -

WarnaArti warna ke:

Contoh:warna kondensator: Merah, Merah, Hijau, Putih, merahJadi Kapasitansinya =2 2 000 00 pF = 2,2 Mfd, toleransi 10% dan V max = 250 Volt

* : warna ke-3 merupakan banyaknya nol


3. Transformator (Trafo)

A. Trafo Step Up yaitu: komponen elektronika yang berfungsi menaikkan tegangan listrik. Komponen ini terdiri dari 2 buah gulungan/kumparan, yaitu primer dan sekunder yang terbuat dari kawat nikelin (kawat berisolasi). Kumparan sekunder biasanya lebih banyak dibandingkan dengan kumparan primer. Tapi kumparan Primer biasanya lebih besar daripada kumparan sekunder.

B. Trafo Step Down yaitu: komponen elektronika yang berfungsi untuk menurunkan tegangan listrik. Komponen ini terdiri dari 2 buah kumparan (primer dan sekunder) nikelin. Kumparan primer biasanya lebih banyak dan lebih kecil dibandingkan dengan kumparan sekunder.

C. Trafo Adaptor Untuk membuat adaptor biasanya dapat kita gunakan trafo adaptor (Step Up maupun Step Down). Gulungan primer dihubungkan ke sumber tegangan (PLN), sedangkan gulungan sekunder akan menghasilkan tegangan DC yang besarnya tergantung dari jumlah gulungan atau lilitan pada sekundernya


D. Trafo Output (OT) komponen ini juga terbuat dari 2 buah kumparan, yaitu primer dan sekunder. Trafo OT biasanya digunakan pada rangkaian radio penerima bagian akhir. Fungsinya untuk menyesuaikan nilai impedansi yang diperlukan oleh loudspeaker dengan nilai impedansi yang dibutuhkan oleh trafo.

E. Trafo Input (IT) Bentuk trafo IT sama dengan bentuk trafo OT. Pada rangkaian penguat push pull, IT digunakan untuk pembalik fasa, dengan demikian kedua transistor pada bagian penguat akhir bekerja saling bergantian, dengan keadaan fasa yang besarnya sama.

F. Spoel Oscilator dan MF Bentuk fisiknya kecil, terdiri dari kumparan primer dan sekunder dengan dilengkapi batang ferit kecil yang dapat diputar. Batang ferit ini berguna untuk pengetriman. Spoel Oscilator digunakan pada rangkaian penerima radio transistor sebagai bagian dari pembangkit frekwensi tinggi. Trafo MF bentuknya menyerupai Spoel Oscilator. Bedanya terletak pada jumlah lilitan dan warna besi feritnya. MF warna kuning, putih & hijau, sedang Spoel Oscilator berwarna merah. MF disebut juga IF, digunakan pada radio penerima transistor.


Kerusakan Transformator1. Putus gulungan primernya.2. Putus gulungan sekundernya3. Terhubung (menyambung) antar bagian primer dengan bagian sekunder.4. Bagian primer atau bagian sekunder menyambung (berhubungan) dengan inti besinya.5. Kerusakan material berupa putusnya cabang/tap tegangan.

Kegunaan Transformator1. IT berguna untuk menyesuaikan impedansi masukan dan impedansi keluaran dari rangkaian modulator. Juga berfungsi membelah fasa sinyal AC dan mengeluarkan sinyal informasi (suara).2. OT pada dasarnya memiliki kegunaan yang sama dengan IT, yaitu menyesuaikan impedansi masukan dengan impedansi keluaran pada rangkaian modulator.3. Trafo adaptor berguna untuk menurunkan tegangan listrik dari tegangan jala-jala (PLN) menjadi tegangan 3 V, 12 V, 30 V atau lainnya tanpa adanya hubungan kawat.


Memeriksa Transformatora. Sebelum memeriksa, lepaskan dahulu trafo dari tegangan sumber PLN.b. Periksa dahulu kumparan primernya (yang terhubung ke sumber PLN). Jika jarum bergerak ke kanan, berarti kumparan primernya masih baik.c. Periksa kumparan sekundernya. Jika jarum bergerak ke kanan, berarti masih baik.d. Periksa apakah terjadi hubung singkat antara bagian primer dan sekundernya. Bila trafo tersebut baik, maka jarum tidak akan bergerak/menyimpang ke kanan.e. Periksa apakah terjadi hubungan antara kumparan primer/sekunder dengan inti besinya. Bila trafo tersebut bagus , maka jarum tidak akan bergerak/menyimpang ke kanan.

Trafo yang telah aus/terbakar isolasi kawat emailnya tidak baik digunakan. Walaupun jika diperiksa tidak terjadi kesalahan. Sebaiknya trafo seperti ini diganti dengan yang baik saja. Kejadian ini sering terjadi pada trafo adaptor dan trafo output/OT.


Hal penting yang harus diperhatikan terhadap Relay adalah tentang posisi kaki-kakinya pada saat Relay bekerja maupun pada saat tidak bekerja.Contoh:Perhatikan gambar di samping ini!

Bila Relay diberi arus listrik, maka:- kaki nomor 6 berhubungan dengan kaki nomor 13- kaki nomor 9 berhubungan dengan kaki nomor 16- kaki nomor 12 berhubungan dengan kaki nomor 7- kaki nomor 15 berhubungan dengan kaki nomor 10Bila Relay tidak diberi arus listrik, maka:- kaki nomor 6 berhubungan dengan kaki nomor 11- kaki nomor 9 berhubungan dengan kaki nomor 14- kaki nomor 12 berhubungan dengan kaki nomor 5- kaki nomor 15 berhubungan dengan kaki nomor 8 Relay di atas memiliki 4 buah sakelar, dimana kaki nomor 6, nomor 9, nomor 12, dan nomor 15 sebagai induknya.

Relay

= Posisi relai diberi arus listrik

= Posisi relai tanpa diberi arus listrik

Untuk mengoperasikan relai ke posisi diberi arus listrik, diperlukan sebuah saklar yang menghubungkan arus listrik dengan kaki relai AB

16 9 10

14 15 8

13 6 7

11 12 5A B

12V


Memeriksa RelaiMemeriksa baik buruknya relai akan lebih cepat apabila sebelumnya kita telah mengetahui susunan kaki-kaki sakelarnya. Pemeriksaan relai dilakukan 2 kali, yaitu disaat relai tidak diberi arus listrik dan disaat reali dialiri arus listrik. Berikut ini contoh pemeriksaan relai merek Omron 12 Volt DC.1. Taruh saklar pemilih pada posisi ohm x1.2. Secara bergantian periksalah hubungan kaki-kaki: - nomor 9 dengan 14 dan 16 - nomor 15 dengan 8 dan 10 - nomor 6 dengan 11 dan 13 - nomor 12 dengan 5 dan 7 - nomor A dengan B3. Perhatikan hasil pemeriksaan di atas! A. Tanpa diberi arus, harus saling berhubungan antara kaki-kaki nomor: - 9 dengan 14, 15 dengan 8, 6 dengan 11, 12 dengan 5. B. Jika diberi arus, harus saling berhubungan antara kaki-kaki nomor: - 9 dengan 16, 15 dengan 10, 6 dengan 13, 12 dengan 7. C. Kaki A dan B harus berhubungan baik pada saat diberi arus maupun tidak.


Kristal (X-tal)Kristal atau biasa ditulis X-tal, adalah suatu komponen yang bentuknya pipih dan mempunyai dua buah kakipenghubung. Fungsinya untuk membangkitkan frekwensi dengan bilangan yang stabil (tetap). Kristal ini banyak digunakan pada peralatan elektronika, seperti: radio pemancar, tranciver, walky talky, radio citizen band, 80 meter band, dan radio 2 band. Kristal yang sering kita jumpai di pasaran memiliki frekwensi berkisar sebesar 27, 125 MHz.

Relay adalah salah satu komponen yang termasuk dalam saklar. Hanya bedanya, relay ini bekerja secara otomatis, yaitu memanfaatkan azas kemagnitan yang terkena aliran listrik. Biasanya relay dibungkus dengan sebuah muka berbentuk kubus yang tembus pandang. Dan pada umumnya relay banyak dipakai dalam rangkaian untuk menjalankan motor, untuk TX 80 meter band dan rangkaian lainnya.


1. Dioda

Simbol untuk dioda

Anoda Katoda

Karakteristik Operasi Dioda

1. Tegangan maksimum terbalik / bias mundur (VRRM)

Yaitu jika ia dibias secara terbalik, maka hanya ada sedikit kebocoran arus yangdapat mengalir (beberapa nano untuk silikon dan sampai 50 A untuk germanium)Bila tekanan terlampau besar, ia akan berhenti bekerja.

2. Tegangan tetap minimum dalam arah biasa / bias maju (VF)

Untuk silikon VF 0,7 Volt dan untuk germanium VF 0,3 Volt


Dioda dibedakan menjadi beberapa jenis dengan karakternya, yaitu:a. Germanium - bentuk fisiknya kecil - digunakan untuk rangkaian elektronika yang power outputnya besar. - tahan terhadap tegangan tinggi yang maksimum 500 volt. - tahan terhadap arus besar maksimum 10 ampere - tegangan hilang sekitar 0,7 volt saja

b. Silikon - bentuk fisiknya kecil - sering digunakan pada adaptor sebagai perata arus atau sebagai saklar elektronik - tahan terhadap arus besar sekitar maksimum 150 ampere - tahan terhadap tegangan tinggi maksimum 1000 volt

c. Selenium - bentuk fisiknya besar - digunakan sebagai penyearah arus pada sepeda motor yang menggunakan accu - tegangan hilang 1 volt - hanya tahan terhadap tegangan menengah maksimum 30 V, dan arus maksimum 0,5 ampereFauzan A Mahanani, S.Pd

d. Zener

Dioda ini mempunyai karakteristik normal, yaitu dilalui oleh arus seperti dioda biasabila dibias maju. Bila dibias mundur / terbalik akan bekerja dengan cara yang sama ,tetapi turun secara drastis (jatuh dengan mendadak) pada saat tegangan zener tercapai.Karakteristik lainnya adalah:- Bentuk fisiknya kecil- sering digunakan pada rangkaian catu daya, stabilisator tegangan dan sebagainya.- tahan terhadap tegangan maksimum 0,7 sampai 11 volt- hanya tahan terhadap arus yang kecil, maksimum 1 mA sampai 50 mA.- tegangan yang hilang pada suatu penghantar hampir tidak ada.

Simbol untuk dioda

Anoda Katoda

Ukuran dioda zener 3,3; 4,7; 5,1; 6,2; 6,8; 9,1; 10; 11; 12; 13; 15 sampai 200 Volt


Kerusakan umum yang sering terjadi pada dioda ialah:1. Putus antara anoda dan katodanya.2. Terhubung antara kaki anoda dan katodanya3. Bocor antara anoda dan katodanya.

e. LED (Light Emitting Diode)- bentuknya beraneka ragam, dari kecil sampai besar- hanya tahan terhadap tegangan panjar maju 1,5V sampai 2 Volt

Simbol untuk LED


2. Transistor

Basis Basis

Emitor

Kolektor

Emitor

Kolektor

Simbol untuk transistor (a) NPN (b) PNP

(a) (b)

Karakterisitk operasi Transistor

VCEO

VCBO

VEBO

VCBO = Tegangan basis kolektor maksimum

VEBO = Tegangan emitor basis maksimum

VCEO = Tegangan kolektor emitor maksimum


Transistor sebagai saklar

Jika IB = 0 maka IC menjadi arusbocoran yang rendah, oleh karena itu :

VCE VCC

IB

RB

RL

Output VCE

VCC

Jika IB kecil maka IC = hFE IB dan tegangan yang melalui RL :

VR = IC RL dan

VCE = VCC - IC RL

Jika IB naik / membesar maka IC naik hingga mencapai ICRL VCC , yaitu ketikaIC tidak dapat naik lagi, meski IB tetap naik.

Pada titik ini transistor disebut berkeadaan jenuh (saturasi) dan tegangan VCE 0,2 Volt.


Transistor Medan Listrik / Field Effect Transistor (FET)

FET bekerja / tergantung pada medan listrik yang dihasilkan lewat aplikasi suatu tegangan input ke terminal gerbang. Medan ini akan mengontrol lebar saluran tem-pat terjadinya konduksi antara jalur pembuangan dan sumber.

Tipe-tipe FET :

1. FET sambungan (junction FET = JFET )

2. FET logam-oksida-semikonduktor (MOSFET)

3. FET daya seperti misalnya VMOS

G

D

S

G

D

S

B BG

D

S

G

D

S

Simbol JFET (a); MOSFET pengurangan (b); MOSFET pertambahan (c); VMOS (d)

(a) (b) (c) (d)


FET sebagai saklar

0 VG

D

S

VoutVs

G

D

S

VoutVs +1 V

-10 V

Rangkaian FET sebagai saklar


Guna Transistor1. Sebagai penyearah2. Sebagai pemantap tegangan (voltage stabilizer)3. Sebagai Osilator4. Sebagai penguat depan (pre Amplifier)5. Sebagai penyangga (buffer)6. Sebagai penggerak (driver)7. Sebagai penguat daya (power amplifier)8. dsb

Kerusakan Transistor1. Bocor antara elektroda-elektrodanya.2. Terhubung (menyambung) antar elektroda-elektrodanya.3. Putus antara elektroda-elektrodanya.4. Kerusakan material berupa putusnya elektroda emitor, basis atau kolektornya.


Thyristor dan Triac

Tiristor (penyearah terkendali silikon / SCR) dan Triac adalah piranti semikonduktoryang banyak dipakai dalam rangkaian pengendalian daya.

Peredup lampu

Pengendali kecepatan motor

Pengendali suhu

Anoda Katoda

Gate

(a) (b)

Simbol tiristor (a) dan Triac (b)

Tiristor akan bekerja apabila suatu arus tertentu melewati gerbang (G). Begitu beradapada keadaan bekerja sendiri/terkancing, arus gerbang dapat dihentikan/disingkirkan.


• Mengukur DC Volta. Perkirakan seberapa besar DC volt yang akan anda ukur.

Misalnya jika 10 volt, maka pemilih saklar harus menunjuk angka lebih besar (50 VDC).

b. Tempelkan pencolok merah pada kutub positip, dan pencolok hitam pada kutub negatip.

c. Perhatikan pada angka berapa jarum berhenti, itulah besarnya tegangan yang terukur.

• Mengukur Ampere meter DCa. Terlebih dulu perkirakan seberapa besar ampere yang

diukur, baru kemudian saklar pemilih di posisikan pada angka yang lebih besar.

b. Tempelkan pencolok merah pada kutub positip lampu, dan pencolok hitam tempelkan pada kutub negatip baterai.

c. selanjutnya amatilah jarum yang bergerak di papan skala, anda akan mengetahui seberapa besar arus yang ada.

DCV

ACV

DC Amp

+

-

+

-

DCV

ACV

DC Amp

+

-

+

-


• Menguji Resistor (R)a. Tempatkan saklar pemilih pada posisi (range) ohm meter.b. Tempelkan masing-masing pencolok pada kaki resistor.

Saat pengukuran jangan sampai kedua tangan menyentuh kaki resistor (boleh menyentuh salah satu saja).

c. Perhatikan jarum pada papan skala. Jika bergerak berarti resistor baik, jika diam berarti resistor putus.

• Menguji Kondensator Elcoa. Tempatkan saklar pemilih pada posisi (range) ohm meter.b. Tempelkan pencolok warna merah pada kaki positip Elco,

dan warna hitam pada kaki negatip Elco. c. Jika jarum bergerak ke kanan, kemudian kembali ke kiri

berarti elco baik.d. Jika jarum bergerak ke kanan kemudian kembali ke kiri

namun tidak penuh, berarti kondensator elco agak rusak.e. Jika jarum bergerak ke kanan kemudian tidak kembali ke

kiri (berhenti), maka kondensator bocor.f. Jika jarum tidak bergerak sama sekali, berarti kondensator

elco putus.

DCV

ACV

DC Amp

+

-

DCV

ACV

DC Amp

+

-


• Menguji Diodaa. Tempatkan saklar pemilih pada posisi (range)

ohm meter.b. Tempelkan pencolok merah (+) pada kutub

katoda, dan pencolok hitam (-) pada kutub anoda.

c. Jika jarum bergerak berarti dioda bagus dan jika jarum diam maka dioda putus.

d. Lalu balikkan, pencolok (+) mendapat Anoda dan pencolok (-) mendapat katoda.

e. Jika jarum diam, berarti dioda baik dan jika jarum bergerak berarti dioda rusak.

DCV

ACV

DC Amp

+

-

DCV

ACV

DC Amp

+

-

Dioda mendapat tegangan maju

Dioda mendapat tegangan balik


• Menguji transistor PNPa. Pastikan kaki kolektor, emitor dan basisnya (anda harus

mengetahui secara pasti).b. Tempatkan saklar pemilih pada posisi (range) ohm meter.c. Pencolok merah (+) ditempatkan pada kaki Basis (B), dan

pencolok hitam (-) ditempelkan pada kaki Emittor (E). Jika jarum bergerak maka pindahkan pencolok hitam pada Kolektor (C). Jika pada pengukuran pertama dan kedua jarum bergerak, berarti transistor dalam keadaan baik, sedangkan jika pada salah satu atau kedua pengukuran jarum tidak bergerak, berarti transistor rusak.

• Menguji transistor NPNa. Pastikan kaki kolektor, emitor dan basisnya (anda harus

mengetahui secara pasti).b. Tempatkan saklar pemilih pada posisi (range) ohm meter.c. Pencolok merah (+) ditempatkan pada kaki C, dan pencolok hitam

(-) ditempatkan pada kaki B. Jika jarum bergerak berarti antara C dan B baik. Kemudian pindahkan pencolok hitam pada kaki E, jika jarum bergerak berarti antara E dan B baik.

d. Jika dari salah satu atau kedua pengukuran tersebut jarum tidak bergerak berarti transistor putus.

DCV

ACV

DC Amp

+

-

EBC

DCV

ACVDC Amp

+

-

CBE


Pengolahan SinyalBeberapa bentuk gelombang yang sering digunakan :

(a) (b) (c)

(d) (e)

Bentuk gelombang (a) Sinusoidal; (b) pulsa; (c) segitiga; (d) gigi gergaji; (d) siku-siku


Generasi bentuk gelombang

1. Gelombang sinusoidal Biasanya dihasilkan oleh rangkaian LC atau RC yang disambungkan ke sebuah penguat (Osilator)

2. Gelombang siku-siku / kotak Dihasilkan oleh osilator multivibrator yang me-makai prinsip rileksasi pengisian dan pengoso-ngan rangkaian RC.

3. Gelombang lainnya Biasanya dihasilkan dari gelombang siku-siku atausinusoidal.

Jaringan Diferensiasi dan Integrasi

Diferensiasi Ukuran kecepatan perubahan bentuk gelombang yang di -berikan

Integrasi Ukuran luas daerah di bawah gelombang yang diberikan


C

R OutputGelombang input C

R

OutputGelombang input

(a) (b)

Rangkaian (a) diferensiasi; (b) integrasi


Penguat / Amplifier

Penguat dibagi dalam beberapa kelas :

1. Kelas A Arus mengalir dalam beban selama seluruh periode siklus sinyal input.

2. Kelas AB Arus mengalir dalam beban selama lebih dari setengah siklus, tetapi kurang dari siklus sinyal input yang penuh.

3. Kelas B Arus mengalir dalam beban selama setengah siklus sinyal input

4. Kelas C Arus mengalir dalam beban selama kurang dari setengah siklus sinyal input

Penguatan tegangan yang teratur dan tidak teratur serta amplifier a.f (frekuensi audio)berdaya rendah biasanya bekerja dalam kelas A, sedangkan penguat berdaya a.f bekerja dalam kelas B. Amplifier r.f (radio frequency / frekuensi radio) dan osilator biasanya beroperasi dalam kelas C.


Penyesuaian sinyal / pencocokan impedansi

Dapat terjadi bahwa sistem penguat yang ada tidak dapat bekerja sesuai dengan fung-sinya, hal ini terjadi karena adanya impedansi dari sumber dan penguat itu sendiri.

Masalah-masalah itu dapat diatasi dengan penyesuaian sinyal (signal conditioning) :

1. Mencocokkan sumber berimpedansi tinggi dan bertegangan tingkat rendah ke pre-amplifier;

2. Mencocokkan beban berimpedansi rendah, misalnya loudspeaker atau relay, ke sebuah penguat untuk menghasilkan daya maksimum dalam beban.

Konfigurasi dasar penguatKonfigurasi dasar penguat dibagi dalam tiga, yaitu :

1. Basis biasa (Common Basis)

2. Emitter biasa (Common Emitor)

3. Kolektor biasa (Common Colektor)


1. Basis biasaArus yang dapat dicapai, hFB 0,99Tegangan yang dapat dicapai = 50Impedansi input, Zin = 50 ohmImpedansi output, Zout = 250 KohmDaya yang dapat dicapai 50

R1RL

Output

VCC

R2 CB

CC

Sinyal input

Rangkaian Basis biasa


2. Emitter biasaArus yang dapat dicapai, hFE 200Tegangan yang dapat dicapai = 50Impedansi input, Zin = 1 KohmImpedansi output, Zout = 50 KohmDaya yang dapat dicapai 2500

R1RL

Output

VCC

R2CE

CCSinyal input

Rangkaian Emitter biasa

RE


3. Kolektor biasaArus yang dapat dicapai, hFE 200Tegangan yang dapat dicapai = 1Impedansi input, Zin = 100 KohmImpedansi output, Zout = 1 KohmDaya yang dapat dicapai 50

R1

Output

VCC

R2

CCSinyal input

Rangkaian Kolektor biasa

RL


Pasangan Darlington

Penguat ini menghasilkan impedansi input yang tinggi (biasanya 1 Mohm) dan menghasilkan pencapaian arus yang sangat tinggi (biasanya beberapa ribu). Arus yang dicapai kira-kira sama dengan hFE1 x hFE2 .

Rangkaian Kolektor biasa

RB

Output

VCC

Sinyal input

RL


Umpan Balik dalam Penguat

Ada dua jenis umpan balik :

1. Umpan Baik positif Sejalan dengan sinyal yang asli, digunakan untuk memproduksi osilator.

2. Umpan Baik nagatif Berlawanan dengan sinyal yang asli, yang biasanyamengurangi hasil yang dicapai, tetapi memperbaikikestabilan hasil yang dicapai.

Kemampuan penguatan putaran terbuka : A = Vout

Vin

Kemampuan penguatan putaran tertutup (dengan umpan balik) : A = Vout

Vin

=A

A + A


Karakteristik umpan balik

Umpan balik negatif Umpan balik positif

A

A + A

Jika A >> 1maka Ac 1/ A

Efek utama :

Penguatan dikurangi dan dimantapkan.Tanggapan frekuensi ditingkatkan denganlebar jalur lebih besar.

Desah dan cacat (yang dibangkitkaninternal) dikurangi.

Metode penerapan umpan balik dapat memodifikasi impedansi masukan dankeluaran.

Ac =A

A - AAc =

Jika A 1maka Ac

Efek utama :

Penguatan ditingkatkan dengan pengura-ngan kemantapan.

Jika A 1 mungkin ada osilasi yang terjadi padasatu frekuensi tertentu.


R1R3

OutputR10

R2

C2

C1Sinyal input

Rangkaian Penguat dengan umpan balik negatif

R4

R6 R8

VCC

R7C5R9

R5

C4

C3

P

Q


Penguat Daya

MZout Zbeban

Penguat daya Beban (motor,speaker,dsb)

Daya maksimum ditransfer dari sebuah sumber ke beban ketika

Zout = Zbeban

Derajat pencocokan impedansi dapat dilakukan dengan memakai transformator.

Perbandingan transformasi n diperoleh dari :

n = Zout / Zbeban


Kalau dibutuhkan daya dalam jumlah lebih banyak dapat digunakan amplifier daya dorong tarik kelas B (push pull).

R1

VCC

R2

CCSinyal input

Penguat daya dengan pencocokan transformator

RE

Beban 8 ohm


R1

VCC

R2

C1Sinyal input

Penguat daya dengan dorong tarik kelas B

R4

R1

C2


Elektronika dasar

Documents

Transcript of Elektronika dasar